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明冠鋁塑膜獨創“幹熱複合法” 成軟包電池企業提質降本“神器”
發布時間:2019-07-10 10:16
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衆所周知,目前動力電池成本占整車成本的約40%,随着我國新能源汽車财政補貼的逐漸退坡,電池企業在上遊原材料價格高企、下遊要求降價的“雙重夾擊”下,如果不具備成本競争優勢,就很有可能會被淘汰出局。

對于軟包電池企業來講,鋁塑膜的成本占到電池成本的15%~20%,僅次于正極材料和隔膜。鋁塑膜是軟包锂電池中技術壁壘最高的材料,也是所有的軟包電池材料中,目前唯一不能完全實現國産化的産品。當前國産鋁塑膜在整體性能和進口鋁塑膜持平的情況下,價格隻有進口鋁塑膜的70%,所以采用國産鋁塑膜能夠極大降低軟包電池成本。

媲美進口鋁塑膜

據了解,經過多年技術研發創新,目前明冠新材的鋁塑膜産品已比肩進口産品。據明冠新材負責人介紹,不論在産品生産良品率,還是在沖殼和熱封穩定性等方面,明冠新材生産的鋁塑膜都可以與進口鋁塑膜相媲美,同時擁有更優的性價比。

锂電池鋁塑膜為電芯包裝材料,其為三層複合結構:外層為耐磨PA薄膜,能有效保護電池外層的磨損;中間層為鋁箔,主要起到阻隔作用;内層為多層共擠CPP,不僅具有良好的封裝特性,同時具有較好的電解液阻隔性,保證鋁塑膜封裝密封性。

産品結構示意圖如下:

圖1 明冠新材鋁塑膜産品結構示意圖

獨創幹熱複合法

目前鋁塑膜生産方法主要有兩種,即傳統熱法和傳統幹法工藝,它們各有優點,市場都有廣泛應用,但也各有缺點,導緻産品的綜合性能得不到提高。幹熱複合法為明冠新材锂膜自主創新的工藝路線,它的優勢在于吸取幹法工藝優勢的同時,兼顧了熱法在耐電解液和抗水方面具有優勢的優點,使得鋁塑膜在沖深成型、外觀、耐電解液及阻水性能等方面的綜合性能得到了全面提升。

據了解,明冠新材在研發和生産锂膜-鋁塑膜項目的生産過程中,獨創的“幹熱複合”工藝技術,具有以下優勢:

1、表面處理技術

鋁箔與CPP或PA薄膜表面存在很大的差異,明冠新材锂膜通過采用等離子體表面接枝改性技術對材料進行表面處理,改性後的材料其薄膜的粘接性和耐化學性都得到了較大提高,同時間接提高了阻隔性能。該工藝技術使得材料在锂離子電池嚴苛的加工和使用條件下,其各項可靠性仍具有較高的保持率。目前明冠新材已完全掌握該技術工業化應用的全部要點,在工業規模的生産線上取得成功,保證了産品的優異性能。

2、膠粘劑改性技術

锂電池鋁塑膜層間采用特種膠黏劑層壓複合,因其需要具備一些高性能需求,故其對原材料及生産工藝都具有極高的要求。目前市面上符合要求的膠黏劑極少,造成了生産鋁塑膜産品的廠商多,但滿足高性能需求的産品數量不多,且價格居高不下。

明冠新材研發人員借鑒在太陽能電池背闆膜膠粘劑開發中積累的豐富經驗,在使用進口鋁塑膜膠黏劑成功開發出锂電池鋁塑膜的基礎上,進行了大量的材料篩選與配方工藝的優化試驗,已成功研發出可替代進口膠黏劑的産品。該膠黏劑的成功開發使用,不但打破了行業技術壟斷,也使鋁塑膜完全國産化又向前邁了一大步,為未來産品的市場競争力提升奠定了基礎。

3、複合材料制備技術

複合材料制備技術是一項以材料及塗布技術為核心的綜合性極強的技術。明冠新材在長期的實踐中發明了一種塗裝用張力控制裝置,使得産品生産過程中的質量穩定性得到了有效保障。通過對塗布頭的結構改進和優化,成功解決了膠面穩定性難控制的技術難題,大大提高了塗布産品的良率和一緻性。

突出的優異性能

據了解,明冠新材锂離子電池鋁塑膜在沖深、耐化學腐蝕性和熱封性等方面的關鍵性能也相當優異。

1、沖深性能

目前國内的廠家一般沖坑在6mm,而明冠新材幹熱法産品正常生産的沖坑在7mm以上,這樣不僅保證了産品在數碼類消費産品市場順利應用,在純電動汽車方面也可以廣泛安全使用。

圖2 明冠新材産品沖坑效果

2、耐電解液性能

明冠新材采用多層共擠流延PP和特殊專用耐電解液膠黏劑,使電解液難以侵入到鋁箔層而腐蝕鋁箔,保護鋁塑膜整體性,并且具有穩定的耐電解液性質。即使在耐電解液浸泡實驗中測試30天,其剝離力衰減仍然較低,并保持在8N/15mm以上且不分層(如下圖所示)。對比國内外同類産品性能,明冠新材研發的鋁塑膜性能等同于進口材料。

明冠新材産品

某公司産品

圖 2 相同技術條件下本項目産品與同行業産品對比

3、熱封性能

明冠新材采用與市場大多數産品相同熔點的CPP,使産品具有更好的适用性。選用幹熱複合法工藝,熱封效果達到跟熱法工藝相同的熱封性能。

表1 明冠新材鋁塑膜産品部分特性

表2 明冠新材鋁塑膜産品型号及特點

得益上述技術措施的實施,明冠新材鋁塑膜産品在穩定性、一緻性、可靠性等方面一直被衆多客戶所認可。

與方形和圓柱這些硬殼電池相比,在同樣的材料體系下,軟包電池能量密度平均要高出10%左右,在國家政策扶持和市場因素驅動下,軟包電池越來越受電池企業和主機廠的青睐。

有機構預測,到2030年我國動力電池的需求量将達到459GWh,其中軟包電池滲透率将達到45%。相應地,作為軟包電池裝封關鍵材料的鋁塑膜用量将超過8億平方米,市場潛力十分巨大。

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