1、1 铝塑膜 成型工艺参考资料 (机密 ) 2 一、昭和 ALF的历史和优势 历史： 97年和他社共同研制出 ALF第一代 01年推出第二代（现我公司主推产品）， 03年于大陆推广。现在在中国市场占有率为 80%以上 ATL、 TCL、精进能源、优科等客户 ，日本市场占有率为 90%以上 Sony使用 100%，三洋 80%， NEC 优势 1）所有原料都由昭和集团各子公司协作完成。进料品质绝对保证 （昭和电工铝箔 和树脂产量都是日本最大的 ) DNP(用的主要原材料是一样的 ) 2）研发是和 Sony共同研发，技术绝对领先 举例： ALF研制出第三代，厚度更薄，冲深更深（ Sony可以冲 15
2、mm），昭和已经开发出燃料电池关键原材料，太阳能电池的关键性材料 3）昭和是全世界作为锂电池原材料最全的公司 负极、 VGCF、 ALF、Tablead（极 耳）、 AL箔、 Cu箔、胶体电解质等 3 二、昭和的 ALF和 DNP对比 4 ON（ 25） 接着剂（ 2-3） AL（ 40） 接着剂（ 2-3） CPP（ 40） 昭和干法 ON（ 25） 接着剂（ 2-3） AL（ 40） MPP（ 10-15） CPP（ 30） DNP热法 昭和的 ALF和 DNP对比（续） 3）结构对比 4）性能对比： 干法的优势在于冲深成型性能，防短路性能，外观（杂质、针孔、鱼眼少） , 裁切性能上。另外
3、耐电解液，隔水性良好。 热法的优势只在于耐电解液和抗水性方面，而其冲深成型性能差，防短路性能差， 外观差，裁切性能差。 5）制作方法对比： 干法： AL和 CPP之间用接着剂粘结后，直接压合而成。 热合： AL和 CPP之间用 MPP接着，然后再缓慢升温升压的条件热合成，制作过程 较长。并且由于长时间高温烘烤作用，使 ALF脆化，从而导致冲深性能劣化。 5 昭和的 ALF和 DNP对比（续） 制作过程图示 AL单面表面处理 ON层挤压粘贴 AL另一面表面处理 干法： CPP层挤压粘贴 热法：将 CPP与 MPP先融合在一起 再经过漫长的高温过程使 MPP熔化并与 AL黏结在一起 6 昭和的 A
4、LF和 DNP对比（续） 6）应用方向对比： 干法应用广泛。代表聚合物电芯的发展方向，主要应用于手机电池、MP3、 MP4等高能量密度的电池上。另外， CPP的干法品大量应用在电动车、航模等大倍率、高容量动力电池上 热法只可能应用在对容量要求不高的电池上 7）昭和三代产品比较： 第一代产品冲深性好，成本低，外观好，防短路性好。但是在抗水性、耐电解液上比热合品稍差 第二代产品保持第一代优点，并改善了抗水性、耐电解液性能。而且由于得到广泛的应用，生产规模大，成本比第一代更低 第三代产品在第二代的基础上更进一步的提高了冲深性能，并降低了总厚度，从而使制作更高商务电池成为可能，但对设备、模具精度要求较
5、高 7 昭和的 ALF和 DNP对比（续） 8）外合材质对比： 昭和在 2000-2001年 ALF的表层使用 PET，但是由于冲深性能差，并且制作过程中容易弯曲，所以在 2001年终止使用 PET，改用尼龙层 技术演变过程 PET成型性差，导致 ALF成型性差。成型后，由于 PET自身张力大，导致产生弯曲。 为了解弯曲，再加一层 PET，结果导致冲深成型更差，并且增加了成本（例：松下电池因此出问题） 备注： 1.ON不耐酸，遇酸变色； PET耐酸 但锂电制作关键之一就是防止电解液污染，故 PET表层不需要具有此作用 2.DNP在国内建议冲深 5mm； SPA达 15mm国内某厂达到 9mm
6、PET AL CPP PET AL PET CPP 8 三、成形工艺 （成型方法） 1.ALF的冲深成形方法 1）延伸性冲深：夹具压力较大，边缘部分固定没有对冲深部分补给。成型时边缘部分完全由底部补偿，这种方法冲深浅，可调性差，目前较少采用。 2）补偿性冲深：方法：夹具压力可调，冲深部位可由边缘及底部补偿，此方法冲深深，被普遍采用。 夹具压力调整方法：夹具由松到紧，根据四角边缘纹路适合程度，来确定夹具合适的压力。 R1 R2 L2 L1 R3 9 成形工艺（补偿性冲深示意图） 补偿性冲深 延伸性冲深 （整个铝塑膜表面像绸缎一样光滑，整体运动成型，薄厚均匀） （被夹具夹住的部分不参加成型的形变，
7、只有冲头接触的部分延伸成型，成型部分比较薄容易破裂） 10 成形工艺（影响成型的因素） T（ mm） 4 5 9 12 R 1+0.5 1.5+0.5 2+0.5 2.5+0.5 2.影响成型的因素 1）成形形状 尺寸：长、宽、四角 R角、冲模 R角、 下模 R角 R1= R2= R3 L1 = L + 0.250 冲深与 R角的调节关系 2） 材料： ALF干法冲深性好，热法差 昭和 ON和 CPP含有特殊润滑剂（具有活性物质，利于冲深） 3）模具： 精度：镜面抛光度范围 Ra=0.05-0.25 11 成形工艺（影响成型的因素） 备注：上冲头防真空设计图 图 1.冲头打孔防真空 图 2 冲
8、头冲深面中空以防真空 图 3 应用于大体积 正视图 俯视图 备注： ALF冲深程度指标 四角最薄处厚度不小于原来的 50% CPP40（ 60-65m） 12 成型工艺 (模具冲深能力判定方法 ) 1.模具冲深能力判定方法 . 2.暗室测试：假定一个深度 T。暗室实验中 T成功， T+0.5也成功，但是 T+1.0时出了问题，则冲深应为 T+0.5项上的一个值，也就是 T（附图） 成形深度 T 1 2 3 4 5 T T+0.5 T+1.0 T+1.5 T+2.0 13 模具冲深能力判定（暗室测定） 14 模具冲深能力判定（暗室测定） 15 四、热 封 1.模具 1）材质 上模：在日本使用钢为
9、上模； 国内则为铜加了高温胶带 下模：采用钢加硅胶板 2）模具设计 上模做倒角防止 ALF破损 下模： R1=R2 顶封建议不开槽， 加硅胶 (日本规模化生产 型号简单 ) 3）热封条件 建议参数 200 *0.2MPa*3sec（日本） 详见附图，自行设计实验方案（倒角、 R1、 R2） 加热、加压 加热、加压 ON 25m AL 40m CPP 40m CPP 40m AL 40m ON 25m d=0.25mm 16 113m 226m ON AL CPP CPP AL ON 190-200m 热封之前 热封之后 热封示意图 17 ON AL CPP CPP AL ON ON AL CP
10、P CPP AL ON Tab-Film Tab-Film TAB 113m 100m 100m 526m 440-460m 顶封示意图 18 热 封 (热封条件判定标准 ) 4）热封条件判定标准 测剥离强度 侧热封后厚度： CPP层和 CPP层总厚为 190-200m 探伤液 (制模拟电芯 /日本用 ),建议国内高温高湿 (60 ,静置 24h) 短路测试 (附图 ) 万用表 导线 导线 极耳 电池 19 五、漏液解析 1.成形：成型冲破 2.电池装配 当 T1T2时，上部四角易破损，在热风后可能会漏液 3.热封时： 热封时，模具设计不当，造成 AL层破损，从而漏液 热封时电池与模具的预留位
11、不够，导致分层，甚至漏液 热封条件（时间、压力、温度 ）不足，可能会产生漏液 电池本体 电解液溢出处 T2 T1 AL CPP AL 接着层 20 漏液解析（续） 4.电解液注液在封口残留，造成热封强度不足 5.长时间以后极耳被电解液腐蚀而漏液 1） AL表面处理 如不处理 HF对 AL有腐蚀性 2） CPP太薄不能补偿 金属条和胶带的缝隙 3)CPP本身材质具有抗腐蚀性 6.折边过分造成热封处破损，以致漏液 21 六、最新发展 1.工艺： 1） LG PET： 12/AL： 100/CPP： 40（其中 AL作硬 化处理） 比较硬实 2） ALF 外再加 pack ALF 不需要传统 pac
12、k外壳 ON 加热、加压、热封 CPP 2.成型 目前使用昭和包装膜 Sony可以冲深到 15mm ON:15/AL:40/CPP:30 Sony使用冲深到 12mm ON:25/AL:40/CPP:30 22 七、分层现象解析 解析铝塑包装膜分层原因首先解释一下铝塑膜的构造，铝塑膜的主要结构为 :ON/AL/CPP共三层主要物质构成，每层之间通过粘接性助剂复合。表层 ON层 (尼龙层 )为装饰性 ON层，也起保护 AL层不刮伤之作用；中间为形态成型和防止水分侵入的 AL层；内层 CPP层为耐电解液层。各层间的复合粘结强度说明如下 :日本的粘结强度标准 : Nylon/AL more than
13、 2N/15mm AL /CPP more than 4.9N/15mm 此标准为日本电池企业的要求及昭和的生产规格标准，因日本模具的材质、抛光、设计 (R角度、间隙 )及成型设备等原因以上要求可以满足电池的冲型。 实际出货的粘结强度 : Nylon/AL more than 4N/15mm AL /CPP more than 12N/15mm 以上为昭和出货时普遍产品的实际值，甚至更高。但就算是这样偶尔还会有分层现象产生，这现象多出现在 04年中国锂电软包装企业开始量产的时期，经过技术改进问题基本已经解决了。 23 Nylon层分层的现象及原因 Nylon层分层的现象 铝塑膜在成型时不会有
14、Nylon层和 Al层分层的现象 一经热封会在某一个拐角或折边的地方发现有所谓的起泡或分层现象，这其实是 Nylon层和 Al层分层的现象 而其他边和拐角都没有问题 如果是铝塑膜本身有问题的话应该是各个边都会出现相同问题 Nylon层分层的原因 Nylon层在成型过程中过分延伸，在热封后 Nylon层收缩，当收缩力大于 Nylon层和 AL层的粘结强度时出现分层。 如果是批次不同有时有发生的话，说明即使不发生分层也已经是在要分层的临界状态了，请按照如下对策调整各种因素为盼。 24 分层现象改善对策 改善对策 给分层侧边多预留一些铝塑膜 将分层侧的模具 R角磨光一些 (可能的话 R角可以适当调大一些 )，尽可能做到镜面抛光 冲压成型时给分层一侧的模具夹力调小些，有利于铝塑膜在冲压时可以拉一些膜下去以减小 Nylon层的拉伸负担 在热封时手势尽可能平推且顶角时切勿用力过大，顶角角度小用力大的话对 Nylon层的负担越大 另外请按照铝塑膜的储存条件储存 避免光线直射，湿度RH70%以下干燥通风，最重要的一点温度不能超过 40否则 Nylon内成型有效物质会逃逸。
