試述鋰離子電池鋁塑復合膜發展

許成偉

摘要：鋰離子電池憑借著自身能量密度高、工作電壓高、循環壽命長等一系列的優勢，被廣泛使用在電動汽車、3C類等領域，再加上國家產業布局、優惠政策等因素的影響，使得鋰離子電池朝著輕量化、高比容量的方向發展。文章主要分析了鋁塑復合膜結構和工藝生產基礎情況，闡述了鋰離子電池鋁塑復合膜發展現狀，分析了鋰離子電池鋁塑復合膜的發展前景。

關鍵詞：鋰離子電池;鋁塑復合膜

鋁塑復合膜鋰離子電池，它的重量較輕、能量密度高，受到新能源汽車和儲能行業的青睞。然而，近幾年，新能源汽車出現的自燃事件，引發了人們對鋰離子電池安全性能的討論，也在一定范圍內束縛了鋁塑復合膜的發展。一般情況下，鋰離子電池它在外部會采用鋁塑軟包裝的方式，它和傳統液態電芯的金屬外殼是不同的。由于軟包的鋁塑膜具有一定的延展性，即使出現脹氣，它具有較大的緩沖空間，也不會產生劇烈的爆炸。然而，當氣體含量逐漸增多時，鋁塑膜受到拉力的影響會出現撕拉、開裂，防止鋁鋰離子電池出現激烈的爆炸。在科學技術的推動之下，移動終端產品、智能手機等物品對鋰離子電池的需求也不斷增多，這就使得鋁塑復合膜市場日益擴大。因此，需要做好鋰離子電池鋁塑復合膜發展的探究工作，才能更好的為材料生產企業謀求最大化的經濟利潤。

1鋁塑復合膜結構和工藝生產

鋁塑復合膜主要是軟包鋰離子電池的封裝材料，主要是有表層、粘合層、保護層、樹脂層組成。最外側的就是尼龍層。尼龍層，主要是起到防水，防滑的保護作用。鋁為基體材料，具有防水阻隔的作用。黏合劑主要是為了連接尼龍層和鋁層。此外，粘合層還用來連接鋁層和聚丙烯層。保護層，主要是為了對鋁箔進行表面處理，全面提高耐電解液能力。首先，鋁塑復合膜它具備較高的阻隔性能。聚合鋰離子電池它的阻隔性能是普通的鋁塑，符合材料的1000倍以上。其次，鋁塑復合膜還具有較高的熱封性能，鋰離子電池對高溫是非常敏感的，這時必須要求鋁塑膜它的熱封強度達到標準以上，熱封強度、熱封溫度都是衡量鋁離子電池物理性能的主要因素。最后，還需要確保鋰離子電池鋁塑復合膜具有較高的柔韌性和機械強度，也就意味著，在進行鋰離子電池軟包裝膜設計時，應該根據實際需求考慮不同尺寸不同、功能電池所需軟包材料的特性，滿足電池廠家對各種型號電池的需求。這樣，才能全面提高鋰離子電池的機械強度，確保鋁箔具有較高的粘展性。與此同時，還需要確保鋰離子電池具有較好的耐電解液性能，在包裝電芯完成以后，如果長期的浸泡在電解液中，無法保證電解液具有較高的耐電解液性能，這是衡量鋁塑膜質量等級的重要因素。

2 鋰離子電池鋁塑復合膜發展現狀

2.1國外發展現狀

早在上個世紀90年代鋰離子出現以來，憑借著自身卓越的功能實現飛速發展，在日本包鋰電池鋁塑膜主要的生產廠家是昭和電工以及日本印刷株式會社。昭和電工，它的鋁塑膜在日本是和索尼共同研發的，具有較高的封熱效果和抗腐蝕能力。現階段，市場上所銷售的鋁塑復合膜，它的內層基材料多為無毒的聚烯烴，鋁箔內層和外層常見的就是尼龍薄膜。然而，大日本印刷株式會社。生產的鋰離子電池軟包裝鋁塑復合膜它的產品超過三層，常見的有鋁層、龍層、樹脂層。在每層之間還需要添加粘結劑，全面提高薄膜的復合性能。

在1996年，聚合物鋰離子電池在實驗室研發成功，它在短期內投入生產，包裝膜開發研制和電池相比時間稍晚一些，由于當時沒有形成的國際標準，在進行聚合物鋰離子電池研究時，各大廠家很難入手。鋁塑復合膜技術需要考慮到鋰離子電池的外觀、厚度、熱封強度、耐腐蝕性、能耐電解液穩定性等等，在進行制造過程中常見的有兩種，一種是干法，另一種是熱法，就是在鋁層和樹脂層之間通過粘結劑進行粘連進行壓合。對于熱法來說，主要是將鋁層和樹脂層進行樹脂連接，然后進行升溫、加熱，實現熱壓合。在制作過程中，熱法需要進行長時間的高溫烘烤，這就使得鋁層會發生脆化，使得穩定性能大打折扣，然而使用干法它能夠避免電池內部出現短路，且它的耐電解液、隔水性能良好。

2.2國內發展現狀

近幾年，隨著我國經濟實力不斷提升，國際地位也有所提高，為了滿足我國國內鋰鋰離子電池行業的發展需求。上海紫江企業股份集團有限公司在2004年研發了鋰電池用鋁塑復合膜，它的生產工藝較為特殊。在長期發展過程中，改變了國外的技術壟斷和封鎖，使得產品的性能超過了國外產品。然而，還有不足的是一些鋰離子電池鋁塑復合膜，它的性能不夠穩定，無法得到市場的廣泛認可，最終退出市場【1】。

除此之外，深圳市新綸科技股份有限公司建成了專業級別的靜電保護膜生產線，完善鋰離子電池塑鋁塑復合膜的產業鏈，在擴大鋰離子產能的同時打造高端產品，進一步的實現鋰離子電池產品的優化升級，建立了專業的包裝材料生產基地，它改變了我國中高端同類產品供不應求的問題。與此同時，企業也生產國內電子、半導體等各種高新技術產業的包裝材料，逐步的形成規模化產業化的發展態勢，鋁塑復合膜年產量不斷遞增，在項目投產之后，每年的營業收入高達四億元，實現區域經濟穩健增長。此外，還有明冠新材生產的鋁塑復合膜，在2016年進行送樣測評，合格率較高。蘇州鋰盾旗下的產品包括3C、數碼類動力電池鋁塑膜等不斷的引進設備優化技術，目前處于批量生產階段。

3 鋰離子電池鋁塑復合膜發展前景

3.1解決成品出現的剝離強度不良問題

對于現階段的鋰離子電池軟包裝鋁塑復合膜來說，部分成品會出現剝離強度不良。這時需要做好技術控制工作，一方面，要提高粘結劑的質量，全面提升符合基材表面的張力。另一方面，要實現操作工藝的規范，做好烘干溫度的適時調整工作，還需要添加薄膜基材，全面提高剝離強度。對于熱封強度應該找到病因，對癥下藥。

3.2電性能指標的探索

目前在電性能指標分析時，需要考慮到包裝膜對電流的充放效率，一般有電絕緣性以及電解液組分的平衡性。除此之外，還需要考慮到聚合物鋰離子電池芯，它周邊會有鋁網和銅網的毛刺，在進行收縮時可能會穿刺內膜加快了電化學腐蝕。也就意味著，會加快電池的報廢。包裝材料內膜應該耐高溫、耐壓力，避免產生的短路使得電池產生報廢，影響成品的合格率【2】。

3.3解決多種有機溶劑出現的溶脹、溶解等問題

對于絕大部分的鋰離子電池來說，電池內部的電解液包括多種有機溶劑，遇水會產生強腐蝕的酸性物體。無形中會使得有機溶劑產生溶脹、溶解、吸收軟包材料。為了提高各復合層之間的粘結效，不影響電池的電性能，需要做好內膜和鋁箔的分類工作。然而，這會破壞整個包裝結構，在進行未來鋰離子電池鋁塑復合膜發展前景探究時，應該更好的確保內部電解液能應對溶脹、溶解、電化學反應等一系列的性能【3】。

結語

綜上，為了確保國內市場競爭有序，保證鋰離子電池材料能夠滿足快速發展的工業需求，在改變經濟增長模式的同時，強化鋰離子電池的應用能力，鋰離子電池隔膜材料也取得了突破性的進展，全面掌握膜結構的控制工藝，這樣，才能全面提高鋁塑膜的安全性能。

參考文獻

[1]文甜甜，郝銀玲，張艷萍，等.鋁塑復合膜軟包鋰離子電池的發展趨勢[J].建筑工程技術與設計，2020，（5）：2538.

[2] 徐夢漪，江蘇共巨鋰電材料有限公司.抗污染聚合物鋰離子動力電池用鋁塑復合膜及其制備方法[J].建筑工程技術與設計，2019，（7）：21-22.

[3]周亮，葉孝兆， 等.鋰離子電池軟包裝鋁塑復合膜的研究進展[J].廣西輕工業，2019，29（2）：28-29.