鋁塑膜是什麼？
鋁塑膜（又稱鋁箔複合膜或軟包膜）是軟包鋰電池中包覆電極組件的可撓式多層複合封裝材料。與硬殼圓柱或方型電芯不同，軟包電池以這層薄膜作為唯一的環境隔絕屏障。因此，鋁塑膜的選材與操作至關重要：膜上的針孔、折痕或脫層，都可能導致電解質洩漏或水氣入侵，造成電芯失效。
對於實驗室研究而言，鋁塑膜的功能與商用電池相同——只是需要在小批量手工製作的條件下穩定可靠，而這比自動化生產線更難維持一致性。
三層複合結構
每一種鋁塑膜都是由三個功能層複合而成。了解各層的功能，有助於理解為什麼操作與儲存條件如此重要。
外層：定向尼龍（ONY），25 μm
外層面向環境。雙軸延伸尼龍（OPA）提供：
- 機械強度：尼龍的耐穿刺性與耐磨性在同等厚度的薄膜中優於大多數材料，可防止組裝時電極邊緣劃破膜面
- 適度的水氣屏障：尼龍本身會吸收少量水分，真正的水氣屏障依賴中間鋁箔層
中間層：鋁箔，40 μm
這是關鍵的阻隔層。此厚度的鋁箔對水蒸氣和氧氣幾乎完全不透，整個複合膜的水蒸氣透過率 <0.01 g/m²·24h，遠優於任何純高分子薄膜。
為何這對電池如此重要？水分與 LiPF₆ 電解質反應生成 HF，侵蝕電極活性材料與集電體。電芯中僅數 ppm 的水分就能明顯加速容量衰退。鋁箔層是防止水氣穿透膜壁進入電芯的主要防線。
內層：流延聚丙烯（CPP），40 μm
內層直接接觸電解質。選用聚丙烯有三個原因：
- 電解質相容性：PP 對所有標準碳酸酯基電解質（LiPF₆/EC/DMC 等）及大多數醚基體系化學穩定
- 熱封性：PP 具有相對銳利的熔融轉變，在 160–200°C 能形成乾淨的熱封鍵結
- 低離子污染：聚烯烴的離子含量極低，不會汙染電解質
DM-L113N 主要規格
| 性能 | 數值 |
|---|---|
| 總厚度 | 113 μm |
| 預裁尺寸 | 200 × 100 mm |
| 外層 | 定向尼龍 (ONY)，25 μm |
| 中間層 | 鋁箔，40 μm |
| 內層 | 流延聚丙烯 (CPP)，40 μm |
| 熱封強度 | 60 N |
| CPP/鋁箔剝離力 | 8 N |
| 水蒸氣透過率 | < 0.01 g/m²·24h |
熱封操作
典型熱封參數
| 參數 | 典型範圍 |
|---|---|
| 熱封溫度 | 170–195°C |
| 熱封壓力 | 0.3–0.6 MPa |
| 熱封時間 | 3–6 秒 |
| 保壓冷卻 | 5–10 秒 |
熱封順序
標準三邊封軟包電芯（對折成形）：
- 將鋁塑膜 CPP 面朝內對折，包覆電極組件
- 先封兩個短邊（無極耳的側面）
- 從剩餘的長邊開口注入電解質
- 盡可能在真空環境下封合含極耳的最後一邊（真空封口可排除電極疊層中的氣泡，改善初期循環性能）
操作的四條原則
1. 全程戴手套 手指油脂會局部劣化 CPP 層與鋁箔的黏合力，可能在電芯組裝完成後才顯現為滲漏。
2. 禁止銳角折疊 鋁箔在銳折處可能開裂。一旦鋁箔層開裂，該位置的水氣阻隔能力即告失效。折疊時曲率半徑至少應保持 3–5 mm。
3. 避免片材相互摩擦 兩片疊放時不要滑動，表面刮痕在後續受力時可能延伸至鋁箔層。
4. 保持內層（CPP 面）潔淨 CPP 面上的任何污染——油脂、皮脂、灰塵——都可能成為熱封面的脫層起始點。PP-to-PP 的熱封強度取決於接合面的潔淨程度。
儲存
鋁塑膜對濕度敏感。儲存方式：放回原包裝並密封，附乾燥劑，室溫避光保存。在此條件下，保質期超過 12 個月。
開封後未使用完的片材，應放入密封袋並附乾燥劑。若片材已在普通實驗室環境（40–60% RH）中敞開放置超過一天，使用前應先以廢料測試熱封質量。
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