铝塑膜在软包电池中的应用！

一、软包电芯介绍

二、铝塑膜介绍

三、铝塑膜国家标准

四、检测方法

4.1 剥离强度（AL/CPP）

4.2 电解液浸泡剥离强度

4.3 二封强度

4.4 冲坑

4.5 水浴

五、铝塑复合膜

六、干法和热法铝塑膜对比

6.1 性能对比

6.2 制造方法对比

七、铝塑膜成型工序

八、软包电池顶封和侧封工序

九、软包电池顶封简述

9.1 软封工艺

9.2 硬封工艺

十、软包常用极耳胶简述

10.1 凸版单层白胶

10.2 凸版3层白胶

10.3 DNP黑胶

10.4 DNP黄胶

10.5 顶封温度

十一、软包电池注液和预封工艺

十二、二封工艺

一、软包电芯介绍

二、铝塑膜介绍

三、铝塑膜国家标准

四、检测方法

4.1 剥离强度（AL/CPP）

取宽15mm、长200mm长条形样，以200mm/min速度测试剥离力度。

4.2 电解液浸泡剥离强度

取宽15mm、长200mm的样品放入电解液中，恒温85℃，测试AL层与PP层的复合强度。(标准电解液EC:DEC:DMC=1:1:1，LiPF61mol/L)

4.3 二封强度

取宽100mm、长150mm样品封装成袋子，注入3g电解液，85℃恒温恒湿72h，倒出电解液封装（压力0.4-0.6MPa，温度180℃，时间4-5s）测试热封强度。

4.4 冲坑

样品（170mm*110mm）以不同深度成型（97mm*55mm），观察样品是否有破裂、凹槽、起麻点、分层现象。成型冲深度≥7mm。

4.5 水浴

将样品在冲坑机上冲坑后，放入温度60℃的恒温水浴，拿出来检测是否破裂、凹槽、起麻点、分层现象

五、铝塑复合膜

铝塑复合膜也叫铝塑包装膜（简称铝塑膜），铝塑膜属于复合材料，由三层构成：尼龙层、AL层与PP层。三层各有特性。

六、干法和热法铝塑膜对比

6.1 性能对比

（1）干法的优势在于冲深成型性能，防止短路性能，外观（杂质、针孔、鱼眼少），裁剪性能好。另外防电解液和隔水性良好。

（2）热法优势在于耐电解液和隔水性方面，其冲坑深成型性能差，防短路性能差，外观差，裁剪性能差

6.2 制造方法对比

（1）干法膜：采用CPP熔融温度一般比热封高，约162℃。Al和CPP之间用粘结剂粘合，直接压合而成。

（2）热法膜：热法的CPP一般采用较低的熔点CPP，其熔融温度在140℃左右。Al和CPP间用MPP粘结，然后再缓慢升温升压条件热合成，制作过程过。并且由于长时间高温烘烤作用使Al脆化，导致冲深性能降低。

注：两款铝塑膜CPP熔融温度存在较大差异，所以干法封装温度一般比热法温度高10-15℃。

七、铝塑膜成型工序

八、软包电池顶封和侧封工序

封装效果如下所示，CPP残存70-80%为最佳，如下示意图。

（1）把卷芯放到壳中，将顶封对齐后，将其放到夹具中，在顶侧封机里进行顶封与侧封。

（2）顶侧封机一般有4个夹具，左边是顶封、右边是侧封。封装时两个封头温度（硬封在180-190℃），压力0.3-0.5Mpa，时间3-5s，上下封头压合在铝塑膜上，铝塑膜的PP层在温度压力时间作用下就熔化粘合在一起，完成顶侧封工序。

（3）侧封简单，直接将PP层与PP层粘合，需要控制封印厚度。

（4）顶封是软包较难的一个制造工艺，许多电芯漏液情况主要发生在顶封工序。顶封区域显示，顶封主要是封信极耳，极耳是由极耳胶与金属组装成，极耳也是通过极耳胶与铝塑膜PP层粘合的。

（5）极耳胶和铝塑膜PP熔化粘合，冷却固化形成封装，需要控制封印厚度以免顶封漏液。

九、软包电池顶封简述

顶封分为硬封和软封，依电池厂家工艺而定。

9.1 软封工艺

软封主要是封头上有软介质，一般是下封头采用硅胶材质导热进行封装。此工序简单便捷，不用考虑极耳厚度就可以封装，因为硅胶条的热传导能力不能金属封头。因而在软封头一侧实施温度补偿，一般温度较硬封头高10-15℃。软封头缺点就是封印不美观，易造成电芯漏液

上封头：铜（粘贴铁氟龙）

下封头：铜+硅胶条（下封头放硅胶条厚度0.5-1mm和铁氟龙）

9.2 硬封工艺

硬封直接上下封头采用铜质材质传热，并开有极耳凹槽，具体槽深依不同规格型号极耳定。封头的平整度对顶封至关重要。再者是对温度、压力、时间的控制，封印厚度控制是直观检测顶封效果的。

十、软包常用极耳胶简述

10.1 凸版单层白胶

熔点140℃，封装温度较窄，封装难以控制，一般自动化程度高的工厂使用。较适合硬封工艺。

10.2 凸版3层白胶

白胶结构是多层薄膜共挤成，热封层/高温阻断层/热封层。热封层与高温阻断层均属于同物质。即为CPP层通过改性得到PP层，与铝塑膜CPP层相聚合，为同物质，其熔点相同不分层。（缺点：纯PP材质熔点不高，160℃，导致其高温阻断层温度较黑/黄胶低）

厚度：100um±10um

结构：三层PP/CPP/PP

熔点：130-137℃ / 162-167℃ / 130-137℃

10.3 DNP黑胶

热封PP/PET 或PEN / 热封PP层，功能层和PP层为不同物质复合，界面多，经封装或电解液浸泡易分层。其黑胶的热封PP里面含有3种熔点不同物质。黑色素：66℃，PE 105℃，PP 137℃,界面不稳定。

厚度：72±10um，100±10um

结构：三层 PP/ PEN/ PP

熔点：137℃/ 265℃/ 137℃

10.4 DNP黄胶

黄胶本质上是黄胶的改良品，结构与黑胶相同。热封PP/无纺布 / 热封PP，PP层为同种CPP改性PP层。主要是依靠功能层无纺布，在热封过程中不流动，且骨架层耐高温，封装温度高，普遍使用。

厚度：100±10um

结构：三层 PP/ 无纺布/ PP

熔点：130℃/300℃/ 130℃

综上可知，黄胶极耳有分层影响，但黄胶极耳封装条件比白胶容易调节，黄胶极耳功能层本身熔点300℃以上，所以热封时好操作。黄胶不足表现以下3点

（1）极耳胶是由中间一层无纺布和表面两层改性PP胶热压在一起的，有界面存在

（2）中间无纺布，水分会从无纺布中通过毛细管效应渗透进入电芯内部，使电池气胀

（3）无纺布易分层，热压效果不良，电芯使用时间或搁置时间过长容易造成漏液。

（4）DNP黑胶结构中间功能层PEN膜，骨架温度较高，封装容易，易操作。但黑胶功能层PEN和PP为不同物质复合，存在分层风险，商端客户一般不采用此胶。

（5）三层结构白胶表面两层改性PP和中间层骨架PP共挤制得，不存在分层风险，高端客户及动力电芯一般采用此胶。

10.5 顶封温度

铝塑膜需要较好的封装效果，较宽的封装温度。封装温度与铝塑膜采用CPP材质直接相关。

干法铝塑膜推荐封装温度

硬封：温度180-190℃，压力0.3-0.5Mpa，时间3-5s

软封：上封头185-195℃，下封头200-220℃，压力0.3-0.5Mpa，时间3-5s

十一、软包电池注液和预封工艺

软包电池在顶侧封后，需要做X-RAY检查其卷芯平行度，然后干燥除水份。干燥后在进行注液和预封工序。

电芯在侧封完成之后，就只剩下气袋一边开口，就口就是用来注液的。注液完成后，需要马上进行气袋预封，也叫作一封。一封原理与侧封相同，一封完成后，电芯内部就是完全与外部环境隔绝。后续进行化成工序。化成过程中会产生气体，气体会流向气袋。有些电芯厂会使用夹具化成，这样气体会被充是民挤到气袋中，同时SEI界面也更佳。

在化成后有些电芯，特别是厚电芯，由于内部应力较大，可能会产生一定变形。所以有些电芯厂在化成后有夹具整形工序（冷热压工序），也叫夹具Baking(烘烤)。

十二、二封工艺

在化成过程中产生的气体，我们要将气体抽出再进行第二次封装。分2个工序，Degassing（排气）与二封，还有后面一个剪气袋工序，一般同时进行。

二封时，首先由铡刀将气袋刺破，同时抽真空，这样气袋气体与一部分电解液被抽出。然后马上用二封封头在二封区进行封装，保证电芯的气密性。最后把封装完的电芯剪去气袋，一个软包电芯基本成型。二封是锂离子电池最后一道工序，因为二封边上铝塑膜会残留电解液，其在封装时候温度较侧封边高10-15℃。

注：二封边没封好易出现漏液胀气等现象。

二封剪完气袋需要进行裁边与折边，就是将一封边与二封边裁到合适宽度，然后折叠，保证电芯不超标准。