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明冠铝塑膜独创“干热复合法” 成软包电池企业提质降本“神器”

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发表于 2019-7-9 16:42:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
众所周知,目前动力电池成本占整车成本的约40%,随着我国新能源汽车财政补贴的逐渐退坡,电池企业在上游原材料价格高企、下游要求降价的“双重夹击”下,如果不具备成本竞争优势,就很有可能会被淘汰出局。

对于软包电池企业来讲,铝塑膜的成本占到电池成本的15%~20%,仅次于正极材料和隔膜。铝塑膜是软包锂电池中技术壁垒最高的材料,也是所有的软包电池材料中,目前唯一不能完全实现国产化的产品。当前国产铝塑膜在整体性能和进口铝塑膜持平的情况下,价格只有进口铝塑膜的70%,所以采用国产铝塑膜能够极大降低软包电池成本。

媲美进口铝塑膜

据了解,经过多年技术研发创新,目前明冠新材的铝塑膜产品已比肩进口产品。据明冠新材负责人介绍,不论在产品生产良品率,还是在冲壳和热封稳定性等方面,明冠新材生产的铝塑膜都可以与进口铝塑膜相媲美,同时拥有更优的性价比。

锂电池铝塑膜为电芯包装材料,其为三层复合结构:外层为耐磨PA薄膜,能有效保护电池外层的磨损;中间层为铝箔,主要起到阻隔作用;内层为多层共挤CPP,不仅具有良好的封装特性,同时具有较好的电解液阻隔性,保证铝塑膜封装密封性。

产品结构示意图如下:

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图1 明冠新材铝塑膜产品结构示意图

独创干热复合法

目前铝塑膜生产方法主要有两种,即传统热法和传统干法工艺,它们各有优点,市场都有广泛应用,但也各有缺点,导致产品的综合性能得不到提高。干热复合法为明冠新材锂膜自主创新的工艺路线,它的优势在于吸取干法工艺优势的同时,兼顾了热法在耐电解液和抗水方面具有优势的优点,使得铝塑膜在冲深成型、外观、耐电解液及阻水性能等方面的综合性能得到了全面提升。

据了解,明冠新材在研发和生产锂膜-铝塑膜项目的生产过程中,独创的“干热复合”工艺技术,具有以下优势:

1、表面处理技术

铝箔与CPP或PA薄膜表面存在很大的差异,明冠新材锂膜通过采用等离子体表面接枝改性技术对材料进行表面处理,改性后的材料其薄膜的粘接性和耐化学性都得到了较大提高,同时间接提高了阻隔性能。该工艺技术使得材料在锂离子电池严苛的加工和使用条件下,其各项可靠性仍具有较高的保持率。目前明冠新材已完全掌握该技术工业化应用的全部要点,在工业规模的生产线上取得成功,保证了产品的优异性能。

2、胶粘剂改性技术

锂电池铝塑膜层间采用特种胶黏剂层压复合,因其需要具备一些高性能需求,故其对原材料及生产工艺都具有极高的要求。目前市面上符合要求的胶黏剂极少,造成了生产铝塑膜产品的厂商多,但满足高性能需求的产品数量不多,且价格居高不下。

明冠新材研发人员借鉴在太阳能电池背板膜胶粘剂开发中积累的丰富经验,在使用进口铝塑膜胶黏剂成功开发出锂电池铝塑膜的基础上,进行了大量的材料筛选与配方工艺的优化试验,已成功研发出可替代进口胶黏剂的产品。该胶黏剂的成功开发使用,不但打破了行业技术垄断,也使铝塑膜完全国产化又向前迈了一大步,为未来产品的市场竞争力提升奠定了基础。

3、复合材料制备技术

复合材料制备技术是一项以材料及涂布技术为核心的综合性极强的技术。明冠新材在长期的实践中发明了一种涂装用张力控制装置,使得产品生产过程中的质量稳定性得到了有效保障。通过对涂布头的结构改进和优化,成功解决了胶面稳定性难控制的技术难题,大大提高了涂布产品的良率和一致性。

突出的优异性能

据了解,明冠新材锂离子电池铝塑膜在冲深、耐化学腐蚀性和热封性等方面的关键性能也相当优异。

1、冲深性能  

目前国内的厂家一般冲坑在6mm,而明冠新材干热法产品正常生产的冲坑在7mm以上,这样不仅保证了产品在数码类消费产品市场顺利应用,在纯电动汽车方面也可以广泛安全使用。

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图2 明冠新材产品冲坑效果
  
2、耐电解液性能  

明冠新材采用多层共挤流延PP和特殊专用耐电解液胶黏剂,使电解液难以侵入到铝箔层而腐蚀铝箔,保护铝塑膜整体性,并且具有稳定的耐电解液性质。即使在耐电解液浸泡实验中测试30天,其剥离力衰减仍然较低,并保持在8N/15mm以上且不分层(如下图所示)。对比国内外同类产品性能,明冠新材研发的铝塑膜性能等同于进口材料。

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图2" 相同技术条件下产品对比


3、热封性能

明冠新材采用与市场大多数产品相同熔点的CPP,使产品具有更好的适用性。选用干热复合法工艺,热封效果达到跟热法工艺相同的热封性能。

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本文封面图片来源于图虫创意
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