El papel de aluminio para bolsas de baterías es uno de los materiales principales utilizados en el empaque de celdas de bolsas de baterías de iones de litio. Generalmente se utiliza como sustrato metálico de una película laminada de aluminio, también conocida como película de aluminio y plástico. En aplicaciones prácticas, la uniformidad del espesor y la calidad de la superficie del papel de aluminio afectan directamente el rendimiento del sellado de la batería, el rendimiento de la producción y la seguridad.
Este artículo proporciona una descripción general completa de este material esencial para baterías.
¿Qué es el papel de aluminio para bolsa de batería?
A diferencia de las baterías convencionales con carcasa de acero o de aluminio, las celdas tipo bolsa se basan en una película laminada de aluminio para el embalaje y sellado general.
La película laminada de aluminio es un material compuesto multicapa. Normalmente consta de:
Una capa protectora exterior de nailon;
Una capa intermedia de barrera de papel de aluminio;
Una capa interior termosellable, normalmente de polipropileno fundido (CPP).
La capa intermedia de papel de aluminio se conoce comúnmente como papel de aluminio para bolsa de batería. Sirve como barrera central y capa formadora de la película laminada de aluminio.
La capa de papel de aluminio, normalmente de entre 35 y 50 μm de espesor, es el componente más crítico de la película laminada porque proporciona:
Permeabilidad casi nula: la capa de aluminio bloquea la humedad y el oxígeno externos, lo que ayuda a prevenir el deterioro de los electrolitos, la contaminación interna, la generación de gases y la hinchazón de la batería.
Excelente ductilidad y embutición profunda: durante los procesos de conformado en frío o embutición profunda, la película laminada de aluminio se estampa en cavidades que acomodan la pila de celdas o el rollo de gelatina. El papel de aluminio debe resistir grietas, perforaciones, adelgazamiento excesivo y delaminación durante este proceso.
El papel del papel de aluminio en las baterías de bolsa
1. Soporte estructural
La capa de papel de aluminio proporciona un cierto nivel de resistencia mecánica y estabilidad dimensional al paquete de bolsa. Ayuda a que la celda de la bolsa resista compresión moderada, vibración, impacto de manipulación y deformación durante el uso diario.
2. Protección de barrera
Ésta es la función principal de la lámina en la película laminada de aluminio. El papel de aluminio evita eficazmente que la humedad, el oxígeno y los contaminantes entren en la batería, al tiempo que reduce el riesgo de pérdida o fuga de vapor de electrolito.
3. Blindaje de luz
El papel de aluminio es opaco y puede bloquear la luz ultravioleta y visible. Esto ayuda a minimizar la posible degradación inducida por la luz de los componentes del electrolito y otros materiales sensibles de la batería.
4. Soporte de transferencia térmica
El aluminio tiene una conductividad térmica relativamente buena. Aunque la capa de papel de aluminio no es el principal componente de gestión térmica de un paquete de baterías, puede contribuir a la distribución del calor dentro de la estructura de la bolsa y ayudar a transferir calor fuera de la celda bajo ciertas condiciones.
Aclaración importante: el papel de aluminio utilizado en la película laminada de aluminio es una capa barrera para el embalaje. No debe confundirse con el papel de aluminio que se utiliza como colector de corriente de electrodo positivo dentro de la batería. Los dos materiales tienen funciones y requisitos de rendimiento completamente diferentes.
Propiedades del material central del papel de aluminio para bolsa de batería
Propiedades de barrera ultraalta: Tasa de transmisión de vapor de agua ≤0,1 g/(m²·24 h); previene la entrada de humedad externa y la fuga de electrolitos, evitando la hinchazón;
Excelente embutibilidad profunda: el alargamiento del papel de aluminio 8021 del 13 % al 18 % y un valor de ahuecamiento Erichsen de 7,3 mm garantizan que no se rompa durante el conformado en frío;
Rendimiento superior de protección contra la luz: la lámina de aluminio opaca bloquea eficazmente los rayos UV y la luz visible, minimizando el impacto de la exposición a la luz en la estabilidad del material de la batería;
Control superior de poros: logra "cero poros" con un espesor de decenas de micrones, lo que garantiza la integridad de la barrera;
Facilidad de formación: la película de aluminio y plástico se puede procesar mediante embutición profunda y sellado térmico para crear envases celulares en varios tamaños y formas;
Resistencia a la corrosión de electrolitos: Resiste la corrosión y la perforación incluso durante una inmersión prolongada;
Alta limpieza de la superficie: la superficie limpia y plana con excelente humectabilidad garantiza una fuerte unión con el nailon y las capas termoselladas, evitando la delaminación o la separación del material.
Aleaciones de aluminio comunes para películas de bolsas de baterías de litio
En la actualidad, el papel de aluminio 8021 y el papel de aluminio 8079 son los dos grados de aleación más utilizados para películas laminadas de aluminio para baterías.
Papel de aluminio 8021: el "jugador clave" en baterías de bolsa
El papel de aluminio 8021 es actualmente el material preferido y más utilizado para las bolsas de baterías. Está disponible en espesores que van desde 0,018 mm a 0,2 mm y anchos desde 100 mm a 1650 mm. Su popularidad se debe principalmente a tres ventajas clave:
Excelente rendimiento de embutición profunda: cumple con los requisitos de embalaje para formas complejas
Alta resistencia a la corrosión del electrolito: Garantiza estabilidad a largo plazo durante el uso.
Alta resistencia al termosellado: mejora eficazmente la confiabilidad del embalaje
Además,papel de aluminio 8021Presenta una estructura de grano fino y una composición de material uniforme, lo que ofrece una gran compatibilidad general. Su resistencia a la tracción suele oscilar entre 80 y 120 MPa (temperatura O), con un alargamiento del 13% al 18%.
8079 Papel de aluminio
8079 papel de aluminioes otra aleación comúnmente utilizada para películas de aluminio y plástico. Su composición típica consiste en 99,3% de aluminio, 0,05% de hierro y 0,1% de silicio. Para los productos templados 8079-O, la resistencia a la tracción suele oscilar entre 60 y 100 MPa, con un alargamiento de ≥2 %. En cuanto al rendimiento de embutición profunda, 8079 presenta un alargamiento del 12% al 15%, que es ligeramente inferior al de 8021.
Especificaciones típicas del papel de aluminio para bolsa de batería
| Artículo | Especificación típica |
| Aleación | 8021, 8079, etc. |
| Temperamento | oh |
| Espesor | 0,018–0,50 mm |
| Ancho | 100-1700 milímetros |
| Longitud | Suministro personalizado/bobinas |
| Diámetro interior | 76mm / 152mm |
| Densidad de poros | ≤ 1 orificio/m², diámetro ≤ 0,03 mm |
| Aceite residual | ≤ 5 mg/m² |
| Rugosidad de la superficie, Ra | ≤ 0,2 µm |
| Resistencia al pelado de 180° | ≥ 3 N/15 mm |
| Tasa de transmisión de vapor de humedad | ≤ 0,1 g/(m²·24 h) |
Propiedades mecánicas
| Propiedad | 8021 Papel de aluminio, temperamento O | 8079 Papel de aluminio, temperamento O |
| Resistencia a la tracción | 85-105 MPa | ≥75 MPa; normalmente 80-110 MPa |
| Alargamiento | 13-18% | ≥10%; normalmente entre 12% y 15% |
| Valor de catación de Erichsen | ≥7,0 mm, hasta aproximadamente 7,3 mm | Sujeto a especificación |
Composición química
| Elemento (%) | 8021 | 8079 |
| Y | ≤0,15 | 0,05-0,30 |
| fe | 1,2–1,7 | 0,7-1,3 |
| Cu | ≤0,05 | ≤0,05 |
| zinc | - | ≤0,10 |
| Otros elementos, cada uno / total | ≤0,05 / ≤0,05 | ≤0,05 / ≤0,05 |
| Alabama | resto | resto |
Principales aplicaciones del papel de aluminio para bolsa de batería
El papel de aluminio para baterías tipo bolsa se utiliza principalmente para encapsular celdas de bolsa de iones de litio y sirve como componente central de la película de aluminio y plástico. En el sector de las baterías eléctricas, las celdas de bolsa se utilizan ampliamente en vehículos de nueva energía debido a su alta densidad de energía y ventajas de seguridad.
En el sector de la electrónica de consumo, las celdas de bolsa se utilizan ampliamente en dispositivos portátiles como teléfonos inteligentes y tabletas, gracias a su naturaleza liviana, delgada y flexible. Además, las baterías de almacenamiento de energía adoptan cada vez más diseños de bolsas para mejorar la densidad de energía y el ciclo de vida.
¿Cuál es la diferencia entre el papel de aluminio para bolsa de batería y el papel de aluminio para colector de corriente positiva?
La diferencia principal entre los dos radica en sus roles y funciones completamente distintas:
Lámina colectora de corriente del electrodo positivo: actúa como "esqueleto interno" y "vía conductora" de la batería. Fabricado con aleaciones de aluminio como 1050, 1060, 1070 o 1235, soporta el material activo positivo (por ejemplo, fosfato de hierro y litio) y recoge y conduce corriente. Por lo general, tiene un espesor de 10 a 50 micras y requiere alta conductividad y pureza, así como una superficie que permita la adhesión firme del material activo.
Lámina de la bolsa de la batería: sirve como "carcasa protectora externa" de la batería (un componente clave de la película de aluminio y plástico). Actúa como una capa de barrera, bloqueando la entrada de humedad y oxígeno para evitar que la batería se hinche y falle. Por lo general, está hecho de papel de aluminio 8021 con un espesor de alrededor de 40 micrones, y requiere propiedades de barrera excepcionales, una estructura sin poros y una excelente conformabilidad por embutición profunda para garantizar que la batería esté encapsulada de forma segura.
¿Qué debe considerar al seleccionar papel de aluminio para bolsa de batería?
Si usted es un fabricante de películas de aluminio y plástico o una empresa de baterías, se recomienda centrarse en los siguientes aspectos al seleccionar un proveedor:
1.Tolerancia de espesor
El control constante del espesor es una base crucial para la producción continua de laminados.
No se centre únicamente en el espesor nominal; preste atención a la tolerancia de espesor real que el proveedor puede proporcionar, así como a la consistencia entre lotes.
2.Alargamiento
Si el producto requiere conformado por embutición profunda, priorice el alargamiento y la conformabilidad del material.
3.Control de poros
La densidad de poros es un indicador clave de la calidad del papel de aluminio de calibre fino.
Es recomendable solicitar al proveedor datos relevantes de inspección de calidad.
4.Calidad de la superficie
El papel de aluminio de alta calidad debe tener una superficie uniforme y limpia, libre de defectos como manchas de aceite visibles, rayones, puntos negros o hendiduras.
5.Planicidad (Forma)
Una mala planitud de la bobina puede provocar:
Desalineación durante la laminación;
Tensión inestable;
Arrugas;
Dificultades de corte;
Reducción de la eficiencia en la producción de alta velocidad.
Por tanto, la planitud es un factor que no se puede pasar por alto.
6.Consistencia del lote
Para los materiales de las baterías, la consistencia suele ser más importante que el rendimiento de un solo lote.
Un proveedor no sólo debe proporcionar productos conformes de forma puntual, sino también mantener la estabilidad a largo plazo en:
Grado de aleación;
Espesor;
Propiedades mecánicas;
Calidad superficial.