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鋰電池制造工藝和膠帶種類及用途

NEWS | 2024/09/05 作者：未知分享

鋰離子電池是最早、最成熟、最穩(wěn)定的鋰離子電池型號，其具有制造自動化水平高、電池一致性好、單體能量密度高、散熱性好等優(yōu)點。隨著鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展，鋰電池的應(yīng)用場景不斷擴大，成為人們生活和工作中不可或缺的能源設(shè)備。

鋰離子電池工作原理

鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解液組成，依靠Li+在正極和負極之間移動來工作。充電時Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài); 放電時則相反。

鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子電池主要由正極、負極、膈膜和電解液四大主材組成。同時，一顆完整的18650圓柱形鋰離子電芯還包括正負極引線、上下絕緣片、蓋板及外鋼殼等輔材。

鋰離子電池制造工藝

鋰電池的生產(chǎn)工藝比較復雜，主要生產(chǎn)工藝流程主要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段（前段）、電芯合成的卷繞注液階段（中段），以及化成封裝的包裝檢測階段（后段），價值量（采購金額）占比約為（35~40%）:（30~35）%:（30~35）%。差異主要來自于設(shè)備供應(yīng)商不同、進口/國產(chǎn)比例差異等，工藝流程基本一致，價值量占比有偏差但總體符合該比例。

鋰電生產(chǎn)前段工序?qū)?yīng)的鋰電設(shè)備主要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等；中段工序主要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等；后段工序則包括化成機、分容檢測設(shè)備、過程倉儲物流自動化等。除此之外，電池組的生產(chǎn)還需要Pack 自動化設(shè)備。

而鋰電池膠帶被大量應(yīng)用于鋰離子電池上，起到絕緣和固定的作用，是鋰離子電池上不可或缺的重要材料。

什么是鋰電池膠帶

鋰電池膠帶是指在鋰電池電芯中段生產(chǎn)工序（卷繞/疊片、外殼焊接和封口等工序）中用于電極繞卷、極片保護和卷芯終止等作用的壓敏膠粘帶，其主要作用是在鋰電池上起到絕緣和固定的作用。

由于使用環(huán)境的苛刻要求，鋰電池膠帶需要具有一定的初粘性、持粘性、耐溫性和耐化學腐蝕性，且在無污染情況下可反復使用、剝離后對被粘物表面無污染等特性。鋰電池膠帶因用于鋰電池的不同部位需要、不同功效要求、不同性能標準和不同生產(chǎn)公司等，為了滿足客戶及市場需求而分為不同特性的鋰電池膠帶。

鋰電池膠帶的基材基材是鋰電池膠帶中的載體，其影響了鋰電池膠帶的溫度使用范圍、抗拉伸度、抗剪切力和材料成本等因素。聚合物薄膜因具有尺寸穩(wěn)定、彈性較高、絕緣性良好、耐酸堿性較好、抗撕裂強度較佳以及抗增塑劑等優(yōu)良性能而成為鋰電池膠帶的常用載體基材。

常見的基材有BOPP（雙向拉伸聚丙烯薄膜）、PET（耐高溫聚酯薄膜）、PI（聚酰亞胺薄膜）等?；牡哪蜏匦阅軟Q定了鋰電池膠帶的使用溫度環(huán)境上限，耐溫性能，PI基材＞PET基材＞BOPP基材，PI基材耐溫性能相對最好，BOPP基材耐溫性能相對最差。基材成本與耐溫性能相反，BOPP鋰電池膠帶成本相對最低、PI鋰電池膠帶成本相對最高。

鋰電池膠帶的用途

1. 鋰電池終止膠帶

鋰電池終止膠帶是指鋰電池電芯中段生產(chǎn)工序卷繞/疊片中用于電極繞卷和卷芯終止等的壓敏膠粘帶。這種膠帶除了具有壓敏膠帶一般性能外，還在基材選擇、黏附性、耐溫性和耐電解液性能等方面有著特殊要求，是電池中使用較多的一類壓敏膠帶。

2. 鋰電池耐高溫膠帶

鋰電池耐高溫膠帶是為了使鋰電池在生產(chǎn)和使用等高溫極限條件下具有良好的穩(wěn)定性，需要鋰電池能夠在高溫環(huán)境下能長時間保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、化學性能不變，保證鋰電池在高溫環(huán)境下不短路、不漏電及液體泄露等特性而開發(fā)出的一種電池膠帶。最初的鋰電池耐高溫膠帶是有機硅硅膠膠帶，但是近年來鋰電池行業(yè)提出電芯內(nèi)不能含有硅元素，因此現(xiàn)在市面上用的耐高溫膠帶大部分為丙烯酸酯電池膠帶。

3. 雙層鋰電池保護膜膠帶

鋰電池外殼堅硬、菱角分明，要求保護包邊的鋰電池膠帶具有柔軟性、粘性較強、貼合較好以及長時間不起翹，這類膠帶稱之為雙層鋰電池保護膜膠帶。萬中梁等通過雙層PET薄膜和雙層膠粘劑層的復合結(jié)構(gòu)使膠帶在耐磨堅韌的同時更柔軟；通過涂布添加酚醛樹脂的高粘改性亞克力膠粘劑使粘性更強，從而達到膠帶貼合性更好、不容易起翹，且在130℃烘烤0.5h以上撕下不殘膠，可以更好地保護電池。

4. 動力電池膠帶

動力電池膠帶是采用PET薄膜為基材，在PET薄膜上涂覆非硅類壓敏膠（丙烯酸酯膠水或橡膠膠水），用于電動汽車軟包裝動力電池的殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的電芯、蓋封殼體的頂蓋、電芯頂面、兩大側(cè)面以及底面等部位起絕緣維護和固定作用的電池膠帶。

5. 鋰電池保護膜

鋰電池保護膜膠帶主要采用PET膜和BOPP膜為基材，涂布丙烯酸膠水，用于軟包電池以及聚合物鋰電芯生產(chǎn)過程中鋁塑膜表面的粘貼及保護。特點是潔凈度較高、粘性適中，粘貼鋁塑膜時不起翹，不會破壞條形噴碼，耐一定的高溫而不殘膠，抗刮傷，耐穿刺，產(chǎn)品符合ROHS標準等。

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