明冠新材謝輝：新型鋁塑膜材料的工藝研究及應(yīng)用
圖為明冠新材料股份有限公司特級(jí)研究員、高級(jí)工程師謝輝在CBIS2018“鋰想”峰會(huì)上發(fā)表主題演講
戳此進(jìn)入峰會(huì)官方專(zhuān)題，了解更多會(huì)議信息：“鋰想”2018第三屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2018)
2018年11月8日，以“新時(shí)代·破而立：前行中的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開(kāi)幕。明冠新材料股份有限公司特級(jí)研究員、高級(jí)工程師謝輝在峰會(huì)上發(fā)表主題演講，以下為主題演講內(nèi)容。
明冠新材料股份有限公司特級(jí)研究員、高級(jí)工程師謝輝：
尊敬的各位來(lái)賓、新能源行業(yè)的各界同仁，大家上午好！
我是來(lái)自明冠鋁塑膜的謝輝，感謝各位大咖在規(guī)劃藍(lán)圖、發(fā)展、資源方面的演講。接下來(lái)我的解說(shuō)會(huì)比較細(xì)，涉及到材料本身方面工藝、技術(shù)、原料以及應(yīng)用方面。大家應(yīng)該清楚，現(xiàn)在動(dòng)力電池是一塊很火的環(huán)節(jié)，鋁塑膜，作為電池特別是軟包裝的興起，對(duì)鋁塑膜的應(yīng)用提出了很大的挑戰(zhàn)。作為唯一一款沒(méi)有全面國(guó)產(chǎn)化的材料，但自主產(chǎn)品的性能其實(shí)對(duì)比進(jìn)口來(lái)說(shuō)，是沒(méi)有太大差別的。為什么到目前為止還沒(méi)有全面國(guó)產(chǎn)化，這和我接下來(lái)說(shuō)的相關(guān)，就一點(diǎn)，一致性的問(wèn)題。
今天的題目是《新型鋁塑膜材料的工藝研究和應(yīng)用》，從5塊進(jìn)行論述：原理、產(chǎn)品一致性控制、應(yīng)用穩(wěn)定性、技術(shù)背景、公司研發(fā)方向。
第一，原理。
鋁塑膜在形成的過(guò)程中，在正常選材、工藝方面，進(jìn)行研究制作。鋁塑膜材料可以分4種，外層、中層、內(nèi)層、PP，在尼龍和PP單一的情況下，怎么樣才能更好把鋁塑膜給用好呢？從材料方面下功夫，除去材料單一性方面，在鋁膜的選擇采用高熱能，對(duì)重生和客戶(hù)端的應(yīng)用是非常有好處的。我們選用的膠黏劑采用多支鏈柔性的。這是選材一致性。
工藝的一致性，對(duì)比市場(chǎng)的方法，應(yīng)用性能就一個(gè)特征，低溫。低溫的好處讓材料本身受的熱沖擊會(huì)比較小，特別對(duì)于鋁膜本身的特性而言，受到高溫、低溫的沖擊，性能的影響是非常大的。影響就在于上述選材兩個(gè)方面：鋁箔、膠黏劑。工藝方面，不管是在復(fù)合、熟化過(guò)程中，盡量選低溫，低于材料本身的相間值。
第二部分，產(chǎn)品一致性，是全面的過(guò)程，過(guò)程控制：原材料、制程、檢驗(yàn)、預(yù)防，前兩步控制為主，檢驗(yàn)在控制上進(jìn)一步加強(qiáng)，預(yù)防盡量避免高危性能出現(xiàn)的變化問(wèn)題。原材料核心在于主物料的管控，目前對(duì)于鋁塑膜來(lái)說(shuō)，原材料在沒(méi)有國(guó)產(chǎn)化的情況下，薄膜是產(chǎn)業(yè)進(jìn)口的，來(lái)料進(jìn)口一致的情況下，我們對(duì)它進(jìn)行進(jìn)料的管控，使用的過(guò)程中進(jìn)行物料的管控，保證在材料方面的一致性。
在原材料檢驗(yàn)和控制方面，明冠下了很大的功夫。包括設(shè)備和資金投入，紅外、DSC、氣相色譜、二次元方面的管控等等。在制程方面，我們追求核心設(shè)備不變，制作方法不變，核心材料不變，核心人員不變，這“四不變”的情況下，增加了過(guò)程檢驗(yàn)和識(shí)別。制程這塊最大可能保證了制程一致性，使產(chǎn)品本身使用性一致性很好。
制程管控從四方面，精密高分子材料，涉及到復(fù)合，在無(wú)塵控制上面，要下很大功夫，我們采用無(wú)塵等級(jí)管控，以萬(wàn)級(jí)為單位，包括復(fù)合需要溫控、熟化需要溫控，采用精密控溫制程。涂布也采用精密的設(shè)備，在設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，保證產(chǎn)品不會(huì)把不良品流出。
檢驗(yàn)的一致性，對(duì)物性和應(yīng)用方面的檢驗(yàn)，常規(guī)檢驗(yàn)和可靠性只是鋰化，最重要的是一致性表現(xiàn)是在全電池的模擬測(cè)試，熱失重、邊電壓邊電阻、熱水，我們?cè)谶@塊做了很多工作。
這是制程管控?cái)?shù)據(jù)圖，我們選了一個(gè)季度的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表現(xiàn)非常好的，CPK達(dá)到1.62，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足制程管控要求的。
在預(yù)防端，包括原材料、過(guò)程和系統(tǒng)矯正。從源頭、過(guò)程和監(jiān)控關(guān)系進(jìn)行全面的預(yù)防。
第三點(diǎn)，應(yīng)用穩(wěn)定，這是應(yīng)用，今天不對(duì)其中的原理、細(xì)節(jié)方面進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)用穩(wěn)定最主要體現(xiàn)在客戶(hù)。客戶(hù)那邊的穩(wěn)定性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)，接下來(lái)的圖表涉及到的數(shù)據(jù)就是和進(jìn)口材料對(duì)比，全年的數(shù)據(jù)。這是批次穩(wěn)定性，客戶(hù)端，華中、華南、珠三角、長(zhǎng)三角的幾個(gè)客戶(hù)取平均值，連續(xù)取值一年，每個(gè)月平均值進(jìn)行概括分析，從圖表內(nèi)容來(lái)看，相差不是太大，每個(gè)月一次成品率和合格率可能有所偏差，這可能是工藝不同造成的。數(shù)值穩(wěn)定情況下產(chǎn)品表現(xiàn)的穩(wěn)定性是比較類(lèi)似的，比較穩(wěn)定，和進(jìn)口的達(dá)到一樣的穩(wěn)定值。
這是鋁塑膜安全性指標(biāo)，沖殼合格率，看起來(lái)是平的，但是看起來(lái)是偏差比較小，用全自動(dòng)的設(shè)備，沖殼性能本身比較平均。熱封作為鋁塑膜一個(gè)突出的性能，最主要的一些安全性能和電性能體現(xiàn)的就是在熱封這塊，這是合格率，接下來(lái)會(huì)針對(duì)不同的工序類(lèi)似于頂封、側(cè)封和二封進(jìn)行說(shuō)明。這是頂封剝離力，涉及到絕水絕緣，雖然不是主材參加化學(xué)反應(yīng)，但是頂封是非常重要的，除了絕緣還涉及到鋁塑膜金屬短路和金屬絕緣的問(wèn)題，直接涉及到內(nèi)腐蝕。從數(shù)據(jù)來(lái)看，剝離力代表密封性，數(shù)據(jù)屬于直接體現(xiàn)的值，從上表數(shù)據(jù)來(lái)看，間接證明了進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)鋁塑膜性能和一致性方面的對(duì)比性是非常穩(wěn)定的。側(cè)封相對(duì)而言沒(méi)有那么重要了，但是還是非常重要的指標(biāo)，沒(méi)有頂封那么重要而已。從剝離力來(lái)看，中間沒(méi)有涉及到多余的金屬，剝離力會(huì)比頂封要高。這是二封，二封從數(shù)值來(lái)看，比頂封和側(cè)封都是要小，中間有涉及到副反應(yīng)物質(zhì)，一些殘余的東西，一般剝離力會(huì)比較低一些，但是一樣可以和進(jìn)口達(dá)到一定的水平，能夠很好的進(jìn)行絕水絕緣。
這是邊電壓，數(shù)據(jù)機(jī)理上直接和頂封有密切聯(lián)系，頂封沒(méi)有做好，邊電壓是肯定不行的。當(dāng)然一個(gè)邊電壓不能直接證明鋁塑膜好不好，更多在于客戶(hù)端的應(yīng)用，到底行不行最主要體現(xiàn)在那一塊，可以作為輔助材料來(lái)證明穩(wěn)定性。
第四，技術(shù)背景，接下從鋁塑膜的穩(wěn)定性做出來(lái)的必要條件。
明冠處于江西，注冊(cè)資金1.2億元，依托15年薄膜研發(fā)技術(shù)，11年膠水合成技術(shù)，包括在鋁塑膜有200多項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，參與2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定以及到目前為止5千萬(wàn)平的規(guī)劃產(chǎn)能等等，這是作出這么好材料的前提。
方向方面，明冠產(chǎn)品有三類(lèi)，輕型、中型、重型。產(chǎn)品特點(diǎn)，絕緣、沖深、耐腐蝕。從發(fā)展、研發(fā)到現(xiàn)階段，中型123開(kāi)始到輕薄系列68、88，動(dòng)力重型類(lèi)的153，到目前的鋼塑膜和鋁塑膜的研究明冠一直在努力。
希望明冠可以助力新能源行業(yè)。明冠一直專(zhuān)注于新材料制作，我們的理念是創(chuàng)造綠色美好生活。
感謝各位的聆聽(tīng)！
（根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)演講整理，未經(jīng)本人審閱）
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