A folha de alumínio da bolsa da bateria é um dos principais materiais usados na embalagem da célula da bateria de íons de lítio. É geralmente usado como substrato metálico de filme laminado de alumínio, também conhecido como filme plástico-alumínio. Em aplicações práticas, a uniformidade da espessura e a qualidade da superfície da folha de alumínio afetam diretamente o desempenho da vedação da bateria, o rendimento da produção e a segurança.
Este artigo fornece uma visão geral abrangente deste material essencial para baterias.
O que é folha de alumínio para bolsa de bateria?
Ao contrário das baterias convencionais de caixa de aço ou de alumínio, as células tipo bolsa dependem de filme laminado de alumínio para embalagem e vedação geral.
O filme laminado de alumínio é um material compósito multicamadas. Normalmente consiste em:
Uma camada protetora externa de náilon;
Uma camada intermediária de barreira de folha de alumínio;
Uma camada interna de vedação térmica, geralmente polipropileno fundido (CPP).
A camada intermediária de folha de alumínio é comumente chamada de folha de alumínio para bolsa de bateria. Serve como barreira central e formadora de camada do filme laminado de alumínio.
A camada de folha de alumínio, normalmente com cerca de 35–50 μm de espessura, é o componente mais crítico do filme laminado porque fornece:
Permeabilidade quase zero: A camada de alumínio bloqueia a umidade e o oxigênio externos, ajudando a prevenir a deterioração do eletrólito, contaminação interna, geração de gás e inchaço da bateria.
Excelente ductilidade e estampagem profunda: Durante os processos de conformação a frio ou estampagem profunda, o filme laminado de alumínio é estampado em cavidades que acomodam a pilha de células ou o rolo de gelatina. A folha de alumínio deve resistir a rachaduras, furos, desbaste excessivo e delaminação durante esse processo.
O papel da folha de alumínio nas baterias tipo bolsa
1. Apoio Estrutural
A camada de folha de alumínio fornece um certo nível de resistência mecânica e estabilidade dimensional à embalagem tipo bolsa. Ajuda a célula da bolsa a suportar compressão moderada, vibração, impacto de manuseio e deformação durante o uso diário.
2. Proteção de barreira
Esta é a função principal da folha em filme laminado de alumínio. A folha de alumínio evita efetivamente a entrada de umidade, oxigênio e contaminantes na bateria, ao mesmo tempo que reduz o risco de perda ou vazamento de vapor de eletrólito.
3. Blindagem Leve
A folha de alumínio é opaca e pode bloquear a luz ultravioleta e visível. Isso ajuda a minimizar a degradação potencial induzida pela luz dos componentes eletrolíticos e outros materiais sensíveis da bateria.
4. Suporte para transferência térmica
O alumínio tem uma condutividade térmica relativamente boa. Embora a camada de folha de alumínio não seja o principal componente de gerenciamento térmico de uma bateria, ela pode contribuir para a distribuição de calor dentro da estrutura da bolsa e auxiliar na transferência de calor para fora da célula sob certas condições.
Esclarecimento importante: A folha de alumínio utilizada no filme laminado de alumínio é uma camada de barreira para embalagens. Não deve ser confundido com folha de alumínio usada como coletor de corrente de eletrodo positivo dentro da bateria. Os dois materiais têm funções e requisitos de desempenho totalmente diferentes.
Propriedades do material principal da folha de alumínio da bolsa da bateria
Propriedades de barreira ultra-altas: Taxa de transmissão de vapor de água ≤0,1g/(m²·24h); evita a entrada de umidade externa e vazamento de eletrólitos, evitando inchaço;
Excelente capacidade de estampagem profunda: o alongamento da folha de alumínio 8021 de 13% a 18% e um valor de escavação Erichsen de 7,3 mm garantem nenhuma ruptura durante a conformação a frio;
Desempenho superior de proteção contra luz: a folha de alumínio opaca bloqueia efetivamente a luz UV e visível, minimizando o impacto da exposição à luz na estabilidade do material da bateria;
Controle superior de pinhole: Alcança “zero pinhole” com uma espessura de dezenas de mícrons, garantindo a integridade da barreira;
Facilidade de conformação: O filme plástico-alumínio pode ser processado por estampagem profunda e selagem térmica para criar embalagens celulares em vários tamanhos e formatos;
Resistência à corrosão eletrolítica: Resiste à corrosão e perfuração mesmo durante imersão prolongada;
Alta limpeza de superfície: Superfície limpa e plana com excelente molhabilidade garante forte ligação com náilon e camadas de vedação térmica, evitando delaminação ou separação de material.
Ligas de alumínio comuns para filme de bolsa de bateria de lítio
Atualmente, a folha de alumínio 8021 e a folha de alumínio 8079 são os dois tipos de liga mais comumente usados para filme laminado de alumínio para bateria.
Folha de alumínio 8021 - o "jogador principal" em baterias tipo bolsa
A folha de alumínio 8021 é atualmente o material preferido e mais amplamente utilizado para bolsas de bateria. Está disponível em espessuras que variam de 0,018 mm a 0,2 mm e larguras de 100 mm a 1650 mm. Sua popularidade decorre principalmente de três vantagens principais:
Excelente desempenho de estampagem profunda: atende aos requisitos de embalagem para formatos complexos
Alta resistência à corrosão eletrolítica: Garante estabilidade a longo prazo durante o uso
Alta resistência à vedação térmica: aumenta efetivamente a confiabilidade da embalagem
Adicionalmente,folha de alumínio 8021apresenta uma estrutura de grão fino e composição de material uniforme, oferecendo forte compatibilidade geral. Sua resistência à tração normalmente varia de 80 a 120 MPa (têmpera O), com um alongamento de 13% a 18%.
Folha de alumínio 8079
folha de alumínio 8079é outra liga comumente usada para filmes plásticos de alumínio. Sua composição típica consiste em 99,3% de alumínio, 0,05% de ferro e 0,1% de silício. Para produtos temperados 8079-O, a resistência à tração normalmente varia de 60 a 100 MPa, com um alongamento de ≥2%. Em relação ao desempenho de estampagem profunda, 8079 apresenta um alongamento de 12% a 15%, que é ligeiramente inferior ao de 8021.
Especificações típicas para folha de alumínio de bolsa de bateria
| Item | Especificação típica |
| Liga | 8021, 8079, etc. |
| Temperamento | Ó |
| Grossura | 0,018–0,50 mm |
| Largura | 100–1.700 mm |
| Comprimento | Fornecimento personalizado/bobina |
| Diâmetro interno | 76mm / 152mm |
| Densidade do furo | ≤ 1 furo/m², diâmetro ≤ 0,03 mm |
| Óleo Residual | ≤ 5mg/m² |
| Rugosidade da Superfície, Ra | ≤ 0,2 μm |
| Força de descascamento de 180° | ≥3 N/15mm |
| Taxa de transmissão de vapor de umidade | ≤ 0,1 g/(m²·24 h) |
Propriedades Mecânicas
| Propriedade | Folha de alumínio 8021, têmpera O | Folha de alumínio 8079, têmpera O |
| Resistência à tracção | 85–105 MPa | ≥75MPa; normalmente 80–110 MPa |
| Alongamento | 13–18% | ≥10%; normalmente 12–15% |
| Valor da Ventosa Erichsen | ≥7,0 mm, até aproximadamente 7,3 mm | Sujeito a especificação |
Composição Química
| Elemento (%) | 8021 | 8079 |
| E | ≤0,15 | 0,05-0,30 |
| Fé | 1,2–1,7 | 0,7-1,3 |
| Cu | ≤0,05 | ≤0,05 |
| Zn | - | ≤0,10 |
| Outros Elementos, Cada / Total | ≤0,05 / ≤0,05 | ≤0,05 / ≤0,05 |
| Al | restante | restante |
Principais aplicações da folha de alumínio para bolsa de bateria
A folha de alumínio para baterias tipo bolsa é usada principalmente para o encapsulamento de células de bolsa de íons de lítio e serve como um componente central do filme plástico de alumínio. No setor de baterias de energia, as células-bolsa são amplamente utilizadas em veículos de novas energias devido à sua alta densidade energética e vantagens de segurança.
No setor de eletrônicos de consumo, as células tipo bolsa são amplamente utilizadas em dispositivos portáteis, como smartphones e tablets, graças à sua natureza leve, fina e flexível. Além disso, as baterias de armazenamento de energia estão adotando cada vez mais designs de bolsas para aumentar a densidade de energia e o ciclo de vida.
Qual é a diferença entre a folha de alumínio da bolsa de bateria e a folha de alumínio do coletor de corrente positiva?
A principal diferença entre os dois reside em seus papéis e funções completamente distintos:
Folha do coletor de corrente do eletrodo positivo: atua como o "esqueleto interno" e o "caminho condutor" da bateria. Feito de ligas de alumínio como 1050, 1060, 1070 ou 1235, ele suporta o material ativo positivo (por exemplo, fosfato de ferro-lítio) e coleta e conduz corrente. Normalmente com 10–50 mícrons de espessura, requer alta condutividade e pureza, bem como uma superfície que permite a adesão firme do material ativo.
Folha da bolsa da bateria: Serve como "invólucro protetor externo" da bateria (um componente chave do filme plástico de alumínio). Ele atua como uma camada de barreira, bloqueando a entrada de umidade e oxigênio para evitar o inchaço e a falha da bateria. Normalmente feito de folha de alumínio 8021 com espessura de cerca de 40 mícrons, requer propriedades de barreira excepcionais, uma estrutura sem furos e excelente capacidade de conformação de estampagem profunda para garantir que a bateria seja encapsulada com segurança.
O que você deve considerar ao selecionar a folha de alumínio para bolsa de bateria?
Se você é um fabricante de filme plástico de alumínio ou uma empresa de baterias, é recomendável focar nos seguintes aspectos ao selecionar um fornecedor:
1.Tolerância de Espessura
O controle consistente da espessura é uma base crucial para a produção de laminação contínua.
Não se concentre apenas na espessura nominal; preste atenção à tolerância real de espessura que o fornecedor pode fornecer, bem como à consistência entre lotes.
2.Alongamento
Caso o produto exija conformação profunda, priorize o alongamento e conformabilidade do material.
3.Controle de furo
A densidade do pinhole é um indicador chave de qualidade para folhas de alumínio de espessura fina.
É aconselhável solicitar ao fornecedor dados relevantes de inspeção de qualidade.
4.Qualidade de Superfície
A folha de alumínio de alta qualidade deve ter uma superfície uniforme e limpa, livre de defeitos como manchas de óleo visíveis, arranhões, manchas pretas ou reentrâncias.
5.Planicidade (forma)
O nivelamento deficiente da bobina pode levar a:
Desalinhamento durante a laminação;
Tensão instável;
Enrugamento;
Dificuldades de corte;
Eficiência reduzida na produção de alta velocidade.
Portanto, a planicidade é um fator que não pode ser negligenciado.
6.Consistência de lote
Para materiais de bateria, a consistência costuma ser mais importante do que o desempenho de um único lote.
Um fornecedor não deve apenas fornecer produtos em conformidade de forma pontual, mas também manter a estabilidade a longo prazo em:
Grau de liga;
Grossura;
Propriedades mecânicas;
Qualidade de superfície.