一、 昭和ALF的历史及优势
1. 历史:99年和Sony共同研制出ALF第一代
01年推出第二代(现我公司主推产品),03年于推广。现在在中国市场
占有率为80%〈ATL、TCL、精进能源等客户〉,日本市场占有率为95%〈Sony使用100%,三洋≥80%,NEC……〉
2. 优势<与DNP(大日本印刷)相比>
1)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
DNP(用的主要原材料是一样的)<如:CPP(树脂)和铝箔都是在昭和进的> 2)研发是和Sony共同研发,技术绝对领先
〈举例:ALF研制出第三代,厚度更薄,冲深更深(Song可以冲15mm),昭和已经开发出开发出燃料电池关键原材料,太阳能电池的关键性材料〉 3)昭和是全世界作为锂电池原材料最全的公司〈负极、VGCF、ALF、Tablead(机耳)、AL箔、Cu箔、胶体电解质等〉 3. 昭和的ALF和DNP对比
1)历史对比:昭和自99年开始和Snoy共同研发
DNP是2001年后开始研发
2)品种对比:①昭和从制作上分为两种:一为干法、二为热法(热合品)。干法已推出三代产品,而热合品从2001年才开始量产。 ②DNP只有一种热合品,其技术水平不足以做出干法品。 3)结构对比:
ON(25μ) 接着剂(2-3μ) AL(40μ) 接着剂(2-3μ) CPP(40μ) ON(25μ) 4)制作方法对比:
接着剂(2-3μ) AL(40μ) MPP(15μ) CPP(40μ) ① 干法:AL和CPP之间用接着剂粘结后,直接压合而成。工艺相对简洁,制作过程成本较低。
② 热合:AL和MPP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,成本高。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)性能对比:
①干发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),裁切性能以及成本上。另外耐电解液,隔水性良好。
②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,成本高。 6)应用方向对比:
①干法应用广泛。昭和ALF产量95%为干法,主要应用于手机电池、MP3、MP4等高能量重度的电池上。另外,CPP的干法品大量应用在电动车、航模、等大倍率、高容量动力电池上 ②热法只可能应用在对容量要求不高的电池上 7)昭和三代产品比较:
①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
②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
③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 8)外合材质对比:
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,改用尼龙层 技术演变过程
PET AL CPP PET PET成型性差,导致ALF
成型性差。成型后,由于PET
AL PET CPP 自身张力大,导致产生弯曲。
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)
备注:1.ON不耐酸,遇酸变色;PET耐酸
但锂电制作关键之一就是防止电解液污染,故PET表层不需要具有反作用
2.DNP在日本冲深≤5mm;SPA达15mm(因为在ON及PET层含有润滑物质,利于冲深)
三、成形工艺
1.ALF的冲深成形方法
L2 R1 R3 R2 L1
1)
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。 2)
①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。
②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。 2.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=R2=R3
L1=L+0.250㎜
冲深与R角的调节关系 2)材料:
T(mm) R 4 5 9 12 1+0.5 1.5+0.5 2+0.5 2.5+0.5 ① ALF干法冲深性好,热法差
② 昭和MF、ON和CPP含有特殊润滑剂(具有活性物质,利于冲深) 3)
模具:
① 材质
② 精度:镜面抛光度范围Ra=0.05-0.25μ 备注:上冲头防真空设计图 图1.冲头打孔防真空
正视
图2冲头冲深面中空以防真空 备注:ALF冲深程度指标
俯视
图3应用于大体积
四角最薄处厚度不小于原来的50%CPP40(60-65μm)
四、 热封
1. 模具(?上下模具才知为何不一) 1)
材质
① 上模:在日本使用钢为上模;国内则为铜加了高温胶带 ② 下模:采用钢加硅胶板 2)
模具设计
① 上模做倒角防止ALF破损
② 下模:R1=R2顶封建议不开槽,加硅胶 3)
热封条件
建议参数200℃*0.2MPa*3sec(日本)
详见附图,自行设计实验方案(倒角、R1、R2)
加热、加压 ON25μm μm μAL40CPP40加热、加压 d=0.25mm 4)
热封条件判定标准
① 外观:撕开后热封部分两边泛白(呈锯齿状) ② 数据:CPP层和CPP层总厚为185-192μm
五、 漏液
1. 成形:成型冲破 2. 电池装配
电解液溢出处 AL CPP 电池本体 T2T1 AL 接着层当T1>T2时,上部四角易破损,在热风后可能会漏液 3. 热封时: 1) 2) 3)
热封时,模具设计不当,造成AL层破损,从而漏液 热封时电池与模具的预留位不够,导致分层,甚至漏液 热封条件(时间、压力、温度…)不足,可能会产生漏液
4. 电解液注液在封口残留,造成热封强度不足
补充:过熔时(CPP层于CPP层形成结晶,很紧)
CPP/CPP〉CPP/AL,会产生撕裂面,一白色CPP层附着,一面是光亮的AL层 正常时,CPP/CPP 面是 A2 A1 A1 A2 5. 长时间以后极耳被电解液腐蚀而漏液 1) AL表面处理 如不处理HF对AL有腐蚀性 2) CPP太薄不能补偿 金属条和胶带的缝隙 6. 拆边过分造成热封处破损,以致漏液 目前使用昭和包装膜 Sony可以冲深到15mmON:15/AL:40/CPP:30 Sony使用冲深到12mmON:25/AL:40/CPP:30 最新发展: 1)LGPET:12/AL:100/CPP:40(其中AL作硬化处理)比较硬实 2)ALF外再加pack①ALF→不需要传统pack外壳 ON←7. 加热、加压、热封 →CPP(附图缺) 成形深1 度T 2 3 4 5 假定一个深度T。室实验中T成功,T+0.5也成功,但是T+1.0时出了问题,冲深应为T+0.5项上一个值,也就是T 暗 T T+0.5 T+1.0 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ╳ ○ ○ ○ ╳ ╳ ○ ○ ╳ ╳ ╳ 则的 T+1.5 T+2.0 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
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