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n历史：97年和他社共同研制出ALF第一代n 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%，NECn优势n1）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n（昭和电工铝箔和树脂产量都是日本最大的)nDNP(用的主要原材料是一样的)n2）研发是和Sony共同研发，技术绝对领先n举例：ALF研制出第三代，厚度更薄，冲深更深（Sony可以冲15mm），昭和已经开发出燃料电池关键原材料，太阳能电
2、池的关键性材料n3）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n耳）、AL箔、Cu箔、胶体电解质等3二、昭和的ALF和DNP对比4ON（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
3、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ALF和DNP对比（续）n6）应用方向对比：n 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
4、率、高容量动力电池上n 热法只可能应用在对容量要求不高的电池上n7）昭和三代产品比较：n 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n 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n 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、模具精度要求较高7昭和的ALF和DNP对比（续）n8）外合材质对比：n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
5、尼龙层n技术演变过程nPET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。n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）n备注：n1.ON不耐酸，遇酸变色；nPET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n2.DNP在国内建议冲深5mm；SPA达15mm国内某厂达到9mmPETALCPPPETALPETCPP8三、成形工艺（成型方法）n1.ALF的冲深成形方法n1）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
6、。n2）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。n 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。R1R2L2L1R39成形工艺（补偿性冲深示意图）补偿性冲深补偿性冲深延伸性冲深延伸性冲深（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，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）45912R1+0.51.5+0.52+0.52.5+0.5n2.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=
7、R2= R3L1 = 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=0.05-0.2511成形工艺（影响成型的因素）n备注：上冲头防真空设计图n图1.冲头打孔防真空n图2 冲头冲深面中空以防真空n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)n1.模具冲深能力判定方法.n2.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
8、为T+0.5项上的一个值，也就是T（附图）成形深度T12345TT+0.5T+1.0T+1.5T+2.013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n1.模具n1）材质n上模：在日本使用钢为上模；n 国内则为铜加了高温胶带n下模：采用钢加硅胶板n2）模具设计n上模做倒角防止ALF破损n下模：R1=R2 顶封建议不开槽，n 加硅胶(日本规模化生产型号简单)n3）热封条件n建议参数200*0.2MPa*3sec（日本）n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 25mAL 40mCPP 40m CPP 40mAL 40mON 25md
9、=0.25mm16113m226mONALCPPCPPALON190-200m热封之前热封之后热封示意图热封示意图17ONALCPPCPPALONONALCPPCPPALONTab-FilmTab-FilmTAB113m100m100m526m440-460m顶封示意图18热 封(热封条件判定标准)n4）热封条件判定标准n测剥离强度n侧热封后厚度：CPP层和CPP层总厚为190-200mn探伤液(制模拟电芯/日本用),建议国内高温高湿(60,静置24h)n短路测试(附图)万用表导线导线极耳电池19五、漏液解析n1.成形：成型冲破n2.电池装配n当T1T2时，上部四角易破损，在热风后可能会漏液n
10、3.热封时：n热封时，模具设计不当，造成AL层破损，从而漏液n热封时电池与模具的预留位不够，导致分层，甚至漏液n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 T1ALCPPAL接着层20漏液解析（续）n4.电解液注液在封口残留，造成热封强度不足n5.长时间以后极耳被电解液腐蚀而漏液n1）AL表面处理n如不处理HF对AL有腐蚀性n2）CPP太薄不能补偿n金属条和胶带的缝隙n3)CPP本身材质具有抗腐蚀性n6.折边过分造成热封处破损，以致漏液21六、最新发展n1.工艺：n1）LG PET：12/AL：100/CPP：40（其中AL作硬化处理） 比较硬实n2）ALF 外再
11、加pack n ALF不需要传统pack外壳n ON加热、加压、热封CPPn2.成型n 目前使用昭和包装膜nSony可以冲深到15mm ON:15/AL:40/CPP:30nSony使用冲深到12mm ON:25/AL:40/CPP:3022七、分层现象解析n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:nNylon/AL more
12、 than 2N/15mmnAL /CPP more than 4.9N/15mmn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。n实际出货的粘结强度:nNylon/AL more than 4N/15mmnAL /CPP more than 12N/15mmn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。23Nylon层分层的现象及原因nNylon层分层的现象n铝塑膜在成型时不会有Ny
13、lon层和Al层分层的现象n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n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nNylon层分层的原因nNylon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。n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n改善对策n给分层侧边多预留一些铝塑膜n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n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n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n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。
