铝塑膜的关键质量特性

铝塑膜是软包锂电芯(聚合物锂电池)最核心的外包装材料,其性能直接决定了电池的安全性、密封性、寿命和外观表现。其质量至关重要,一旦失效可能导致电池漏液、鼓胀、性能下降甚至起火爆炸。

1.阻隔性能(Barrier Properties)核心特性

水蒸气透过率(WVTR-Water Vapor Transmission Rate):最关键指标之一。要求极低(通常<0.01g/m²·day或更低)。水分进入电池会与电解液反应生成HF,腐蚀铝层和内部材料,导致电池鼓胀、容量衰减、内阻增大、自放电加剧甚至失效。铝层是主要阻水层,其完整性、厚度、针孔数量至关重要。
氧气透过率(OTR-Oxygen Transmission Rate):要求非常低(通常<0.01cm³/m²·day·atm或更低)。氧气进入会氧化电解液,影响电池性能。铝层同样起主要阻隔作用。

2.热封性能 (Heat Sealability) 核心特性

热封强度(Heat Seal Strength):内层CPP与电池极耳(通常是镍带)及自身封边(顶封、侧封)的粘合强度。强度不足会导致封口处开裂、漏液、鼓胀。强度过高可能导致拆解困难或损坏极耳。需要稳定且适中。
热封窗口(Heat Seal Window):在保证足够热封强度的前提下,可接受的热封温度和时间范围。窗口越宽,生产工艺越容易控制,良率越高。
耐电解液热封强度 (Electrolyte Resistance Heat Seal Strength):热封部位在长期接触电解液后保持强度的能力。电解液对内层CPP有溶胀和侵蚀作用,可能导致封口强度下降甚至失效。这是长期可靠性的关键。

3.层间复合性能(Lamination Bond Strength)结构基础

层间剥离强度 (Peel Strength):各层(外层/胶/铝层/胶/内层)之间的粘接力。强度不足会导致分层(Delamination),破坏阻隔性和机械强度,是常见失效模式。需要各层间剥离力均匀、稳定、足够高。
耐电解液剥离强度 (Electrolyte Resistance Peel Strength):各层间粘接在长期接触电解液(尤其是从封口处或边缘渗入)后的保持能力。电解液渗透会导致胶粘剂失效和分层。

4.机械性能(Mechanical Properties)保证加工和使用

抗拉强度&延伸率(Tensile Strength&Elongation):保证在制袋、注液、封装、运输和使用过程中承受一定的拉力和变形而不破裂。
抗穿刺强度(Puncture Resistance):抵抗外部尖锐物体刺穿的能力,防止内部短路或漏液
耐弯折性(Flex Resistance):在电池反复充放电发生体积变化或受到外力弯折时,铝塑膜不发生破裂或铝层断裂的能力。铝箔的延展性和复合结构设计是关键。
耐冲击性(Impact Resistance):抵抗外部冲击的能力。

5.耐化学腐蚀性(Chemical Resistance)长期稳定性

耐电解液性 (Electrolyte Resistance):整个铝塑膜结构(尤其内层CPP、胶粘剂、铝层)抵抗电解液(通常是LiPF6的碳酸酯溶液)溶胀、腐蚀、降解的能力。铝层需要良好保护防止被电解液腐蚀穿孔。
耐酸碱性:抵抗电池内部可能产生的微量酸性或碱性物质腐蚀的能力。

6.热稳定性(Thermal Stability)安全与加工

尺寸稳定性:在热封温度下,各层材料(特别是尼龙/PET外层)收缩率要小且一致,否则会导致外观不良(褶皱、卷曲)或影响封口质量。
耐热性:能承受电池充放电过程中的温升以及可能的热滥用(如短路、过充)而不熔融、变形或失效。

7.外观与表面特性(Appearance&Surface Properties)

表面缺陷:无针孔、划伤、折痕、异物、凹坑、气泡、晶点、鱼眼等。这些缺陷是潜在的失效起点。
表面张力(Surface Tension):外层需要合适的表面张力以保证印刷油墨的附着力(如果需要印刷)。
摩擦系数(COF – Coefficient of Friction):影响制袋、卷绕、堆叠等加工过程的顺畅性。

8.绝缘性能 (Electrical Insulation)

铝层是导电的,但外层和内层需要保持良好的绝缘性,防止外部短路或铝层与电池内部导电部件接触短路。