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离型膜在新能源电池装配中的应用

离型膜作为一种关键的工艺辅助材料,在多个环节中发挥着不可或缺却又常常被忽视的作用。它不仅是传统意义上的保护和隔离材料,更是确保电池极片质量、缓冲垫片功能实现以及层压工艺顺利进行的技术保障。在动力电池复杂而精密的制造流程中,从电芯的制备到模组的封装,一、极片制造的“平整度”流延工艺动力电池的性能,很大程度上源于其正负极片的质量。极片通常采用流延工艺制备:将含有活性物质、导电剂和粘结剂的浆料,均匀地涂

离型膜作为一种关键的工艺辅助材料,在多个环节中发挥着不可或缺却又常常被忽视的作用。它不仅是传统意义上的保护和隔离材料,更是确保电池极片质量、缓冲垫片功能实现以及层压工艺顺利进行的技术保障。在动力电池复杂而精密的制造流程中,从电芯的制备到模组的封装,

一、极片制造的“平整度”流延工艺

动力电池的性能,很大程度上源于其正负极片的质量。极片通常采用流延工艺制备:将含有活性物质、导电剂和粘结剂的浆料,均匀地涂覆在集流体上。在一些先进的陶瓷电容器和固态电池的电解质膜片制造中,也采用类似的流延工艺,即将陶瓷或固态电解质浆料涂覆在离型膜上,干燥后形成均匀的薄膜,再进行后续转移

离型膜的角色:在这些流延工艺中,离型膜作为浆料的承载基底,其表面质量直接决定了最终膜片的平整度和厚度均匀性。一个高质量的流延用离型膜,能够确保浆料在其表面形成一个光滑、无缺陷的湿膜,并在干燥固化后,能够以极低且稳定的剥离力被干净地揭去,将完美的陶瓷膜片或电解质膜片转移到下一工序。

技术要求:

1.极高的表面平滑度:离型膜表面不能有划痕、凹坑、颗粒等任何缺陷,否则这些缺陷将被1:1复制到极片或膜片上,影响电池的电化学性能和安全性。

2.优异的耐溶剂性:电池浆料中含有强极性的有机溶剂(如NMP),离型膜的涂层必须能够抵御溶剂的侵蚀而不发生溶胀、溶解或离型力变化。

3.精确且稳定的离型力:离型力必须足够低,以确保在剥离时不会拉伤或撕裂薄而脆的陶瓷膜片;同时,离型力必须在整个幅宽和长度上保持高度一致,以保证工艺的稳定性。

4.高洁净度:任何来自离型膜的颗粒或化学物质污染,都可能成为电池内部短路的潜在风险点。

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离型膜,缓冲泡棉与隔热垫片

在动力电池包内部,成百上千个电芯被紧密地排列在一起。电芯在充放电过程中会发生微小的体积膨胀和收缩,同时,车辆行驶中的振动和冲击也对电芯的稳定性构成持续挑战。为了应对这些问题,电池包内会使用大量的缓冲泡棉、压缩垫片和隔热材料

这些缓冲和隔热材料通常会背胶,以便于在复杂的电池包结构中进行定位和安装 。离型膜在这里作为这些背胶泡棉的保护层,其核心任务是在复杂的模切、搬运和装配过程中保护胶面,并在最终贴装时能够被工人或自动化设备轻松、快速地移除。

三、离型膜技术要求:

1.与泡棉/隔热材料的兼容性:离型膜需要与各种高性能泡棉和隔热材料兼容,确保在层压和储存过程中,离型剂不会迁移到泡棉内部,影响其物理性能。

2.适配自动化装配的离型力:随着电池制造自动化程度的提高,许多缓冲垫片由机器人进行贴装。这就要求离型膜的剥离力在一个非常稳定且适中的窗口内,既要保证在运输中不提前脱落,又要确保机器臂能以最小的力、最高的成功率将其剥离。

3.良好的模切性能:缓冲垫片形状各异,需要经过精密的模切加工。离型膜必须具有良好的尺寸稳定性和耐切性,以支持高效、精准的模切生产。

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离型膜提升能量密度的关键工艺层压与封装

为了提升电池的能量密度和安全性,新的电池技术和封装技术层出不穷,例如刀片电池、CTP技术等。这些技术的核心之一,就是通过高效的层压和集成技术,减少不必要的结构件,提升空间利用率。

在电芯与电芯、电芯与冷却板、以及模组与外壳的层压过程中,离型膜被用作功能性胶膜的载体和隔离膜。例如,在软包电池的叠片工艺中,离型膜用于隔离正极片、负极片和隔膜,防止它们在堆叠过程中发生粘连和错位。在热压成型工艺中,耐高温离型膜可以作为隔离片,防止电芯外壳的封装材料粘连到热压模具上。

技术要求:耐高温性能:许多层压和固化工艺需要在较高的温度下进行,离型膜及其涂层必须能够承受工艺温度而不发生降解、收缩或离型力剧变。低析出与化学惰性:在高温和高压下,离型膜不能释放任何可能污染电池内部环境的化学物质。离子交换膜领域的启示:虽然不直接是离型膜,但在燃料电池和液流电池中广泛使用的Nafion™等离子交换膜,其对化学稳定性、耐用性和厚度均匀性的极致要求,为动力电池内部使用的功能性膜材料的发展方向提供了重要参考。这预示着未来电池内部使用的离型膜,将不仅仅是“离型”,更可能集成隔热、绝缘甚至离子选择性传导等复合功能。

在新能源电池这个技术密集、快速迭代的产业中,离型膜虽然只是众多物料中的一环,但它在极片制造、缓冲保护和层压封装等关键工艺节点上的表现,却深刻影响着电池的最终品质、安全性和成本。这无疑也对离型膜提出了更高的要求:更平滑的表面、更精确的离型控制、更优异的耐温耐化学性以及绝对的纯净无污染。


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