Алюминиевая фольга чехла для аккумулятора является одним из основных материалов, используемых в упаковке литий-ионных аккумуляторов. Обычно он используется в качестве металлической подложки ламинированной алюминиевой пленки, также известной как алюминиево-пластиковая пленка. В практическом применении однородность толщины и качество поверхности алюминиевой фольги напрямую влияют на герметичность аккумулятора, производительность и безопасность.
В этой статье представлен полный обзор этого важного материала для аккумуляторов.
Что такое алюминиевая фольга для аккумуляторного чехла?
В отличие от обычных аккумуляторов в стальном или алюминиевом корпусе, в пакетных элементах используется ламинированная алюминиевая пленка для общей упаковки и герметизации.
Алюминиевая ламинированная пленка представляет собой многослойный композиционный материал. Обычно он состоит из:
Внешний нейлоновый защитный слой;
Средний барьерный слой из алюминиевой фольги;
Внутренний термосвариваемый слой, обычно из литого полипропилена (CPP).
Средний слой алюминиевой фольги обычно называют алюминиевой фольгой аккумуляторного чехла. Он служит основным барьером и формирующим слоем ламинированной алюминиевой пленки.
Слой алюминиевой фольги, обычно толщиной около 35–50 мкм, является наиболее важным компонентом ламинированной пленки, поскольку он обеспечивает:
Почти нулевая проницаемость: слой фольги блокирует внешнюю влагу и кислород, помогая предотвратить ухудшение электролита, внутреннее загрязнение, образование газа и набухание батареи.
Превосходная пластичность и способность к глубокой вытяжке: во время процессов холодной формовки или глубокой вытяжки ламинированная алюминиевая пленка штампуется в полости, в которых размещается стопка ячеек или желейный рулон. Алюминиевая фольга должна противостоять растрескиванию, образованию микроотверстий, чрезмерному утончению и расслоению во время этого процесса.
Роль алюминиевой фольги в аккумуляторах
1. Структурная поддержка
Слой алюминиевой фольги обеспечивает определенный уровень механической прочности и стабильности размеров упаковки-пакета. Это помогает ячейке пакета выдерживать умеренное сжатие, вибрацию, удары при обращении и деформацию во время ежедневного использования.
2. Барьерная защита
Это основная функция фольги в ламинированной алюминиевой пленке. Алюминиевая фольга эффективно предотвращает попадание влаги, кислорода и загрязнений в батарею, а также снижает риск потери или утечки паров электролита.
3. Светозащита
Алюминиевая фольга непрозрачна и может блокировать ультрафиолет и видимый свет. Это помогает минимизировать потенциальную деградацию компонентов электролита и других чувствительных материалов батареи под воздействием света.
4. Поддержка термопереноса
Алюминий имеет относительно хорошую теплопроводность. Хотя слой алюминиевой фольги не является основным компонентом терморегулирования аккумуляторной батареи, он может способствовать распределению тепла внутри структуры пакета и способствовать отводу тепла от элемента при определенных условиях.
Важное уточнение: алюминиевая фольга, используемая в алюминиевой ламинированной пленке, представляет собой упаковочный барьерный слой. Ее не следует путать с алюминиевой фольгой, используемой в качестве коллектора тока положительного электрода внутри батареи. Эти два материала имеют совершенно разные функции и требования к производительности.
Свойства основного материала алюминиевой фольги аккумуляторного чехла
Сверхвысокие барьерные свойства: скорость проникновения водяного пара ≤0,1 г/(м²·24ч); предотвращает попадание внешней влаги и утечку электролита, не допуская набухания;
Превосходная способность к глубокой вытяжке: удлинение алюминиевой фольги 8021 на 13–18% и величина чашечной формы по Эриксену 7,3 мм гарантируют отсутствие разрывов во время холодной штамповки;
Превосходные светозащитные характеристики: непрозрачная алюминиевая фольга эффективно блокирует ультрафиолетовый и видимый свет, сводя к минимуму влияние светового воздействия на стабильность материала батареи;
Превосходный контроль точечных отверстий: обеспечивает «нулевое образование микропор» при толщине в десятки микрон, обеспечивая целостность барьера;
Легкость формования: алюминиево-пластиковую пленку можно обрабатывать путем глубокой вытяжки и термосваривания для создания клеточной упаковки различных размеров и форм;
Устойчивость к коррозии электролита: Устойчив к коррозии и перфорации даже при длительном погружении в воду;
Высокая чистота поверхности: Чистая, плоская поверхность с отличной смачиваемостью обеспечивает прочное соединение с нейлоновыми и термосвариваемыми слоями, предотвращая расслоение или разделение материала.
Распространенные алюминиевые сплавы для пленки для литиевых батарей
В настоящее время алюминиевая фольга 8021 и алюминиевая фольга 8079 являются двумя наиболее часто используемыми марками сплавов для ламинированной алюминиевой пленки для аккумуляторов.
Алюминиевая фольга 8021 — «ключевой игрок» в производстве аккумуляторов
Алюминиевая фольга 8021 в настоящее время является предпочтительным и наиболее широко используемым материалом для аккумуляторных чехлов. Доступен толщиной от 0,018 мм до 0,2 мм и шириной от 100 мм до 1650 мм. Его популярность обусловлена, прежде всего, тремя ключевыми преимуществами:
Отличная производительность при глубокой вытяжке: соответствует требованиям к упаковке сложных форм.
Высокая устойчивость к электролитной коррозии: обеспечивает долговременную стабильность во время использования.
Высокая прочность термосваривания: эффективно повышает надежность упаковки.
Кроме того, алюминиевая фольга 8021 имеет мелкозернистую структуру и однородный состав материала, что обеспечивает высокую общую совместимость. Его предел прочности на разрыв обычно составляет от 80 до 120 МПа (O-отпуск) с удлинением 13–18%.
8079 Алюминиевая фольга
Алюминиевая фольга 8079 — еще один сплав, обычно используемый для изготовления алюминиево-пластиковых пленок. Его типичный состав состоит из 99,3% алюминия, 0,05% железа и 0,1% кремния. Для изделий из стали 8079-O предел прочности при растяжении обычно составляет от 60 до 100 МПа с удлинением ≥2%. Что касается производительности при глубокой вытяжке, 8079 демонстрирует удлинение 12–15%, что немного ниже, чем у 8021.
Типичные характеристики алюминиевой фольги аккумуляторного чехла
| Элемент | Типичная спецификация |
| Сплав | 8021, 8079 и т. д. |