锂离子电池用铝塑复合膜
Aluminum laminated packing films for lithium-ion battery
2018年X月X日发布 201X年X月X日实施
中国化学与物理电源行业协会发布
本标准按照《GB/T 1.1-2009 标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》的规则进行编写。
本标准由中国化学与物理电源行业协会提出。
请注意本标准的某些内容可能涉及专利,本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准主要起草单位:
组长单位:浙江道明光电科技有限公司。
副组长单位(排名不分先后):新纶复合材料科技(常州)有限公司、江阴苏达汇诚复合材料有限公司、珠海市赛纬电子材料股份有限公司、明冠新材料股份有限公司、珠海光宇电池有限公司、浙江天能能源科技股份有限公司、苏州福斯特光伏材料有限公司、深圳市安博瑞新材料科技有限公司。
成员单位(排名不分先后):中信国安盟固利动力科技有限公司、天津力神电池股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司、北京国能电池科技股份有限公司、常州斯威克光伏新材料有限公司、东莞市卓越新材料科技有限公司、广东安德力新材料有限公司、广东莱尔新材料科技股份有限公司、深圳市百泉河实业有限公司、乐凯胶片股份有限公司、厦门长塑实业有限公司、西安新达机械有限公司、天津凯普瑞特新能源科技有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司、浙江华正能源材料有限公司、江苏华谷新材料有限公司、中航锂电科技有限公司、湖北塑金复合材料有限责任公司、连云港德立信电子科技有限公司、苏州爱康薄膜新材料有限公司、上海维凯光电新材料有限公司、江门市龙世纪科技股份有限公司、河北百瑞尔包装材料有限公司、厦门大学。
本标准主要起草人: 王宏
蓝庆东
吕松
杨慧慧
刘建林
贺飞
郜帅
李萍
刘文法
富坚定
夏旭峰
李春峰
姚小军
范建国
苏金然
王驰伟
杨波
吴文辉
沈丽梅
李政
刘德福
李俊勇
丁万强
尹芳
赵金保
张鹏
王莉
晁承鹏
陈汉城
陈朝阳
张武林
张宝
徐立球
张江伟
锂离子电池用铝塑复合膜
1 范围
本标准规定了锂离子电池用铝塑复合膜的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于锂离子电池封装用的铝塑复合膜。其它采用非锂基电解质的电池用铝塑复合膜可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 1040.3-2006 塑料 拉伸性能的测定 第3部分:薄膜和薄片的试验条件
GB/T 2918 塑料试样状态调节和试验的标准环境
GB/T 6672 塑料薄膜与薄片 厚度的测定 机械测量法
GB/T 6673 塑料薄膜和薄片 长度和宽度的测定
GB/T 8808-1988 软质复合塑料材料剥离试验方法
GB/T 10004-2008 包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合
GB 10006 塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法
GB/T 14216 塑料膜及片润湿张力的测定
GB/T 26125 电子电气产品 六种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定
GB/T 26572-2011 电子电气产品中限用物质的限量要求
QB/T 2358-1998 塑料薄膜包装袋热合强度试验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
锂离子电池用铝塑复合膜 aluminum laminated packing films for lithium-ion battery
锂离子电池用铝塑复合膜是一种以铝箔为芯层,一侧复合有热封层,另一侧复合有保护层,用于锂离子电池、电容器外封装用的多层复合材料。
剥离力 peeling force
分离规定宽度的热封层或保护层所需要施加的力。
热封强度 heat-seal strength
规定宽度的铝塑复合膜热封后,封口抵御撕开的抗力。
耐电解液性能 electrolyte resistance
在规定条件下,铝塑复合膜经电解液浸泡后对剥离力、热封强度等的影响。
穿刺强度 puncture strength
在规定条件下,铝塑复合膜抵抗尖锐硬物穿透的能力。
4 分类
铝塑复合膜按厚度分为小于等于70μm、70~90μm、90~120μm和大于等于120μm四类。
5 要求
外观应符合表1的规定。
表1 外观要求
项目名称 |
要 求 |
破裂、皱纹 |
不得出现 |
污迹、气泡 |
不得出现 |
针孔 |
不允许 |
划痕 |
不允许宽度大于0.2mm、长度大于等于10mm |
异物、凹凸点 |
不允许直径大于1.0mm |
0.4mm≤直径≤1.0mm,1.5㎡不超过10处,且点间距不小于100mm |
|
端面平整度 |
±1mm |
通常每卷铝塑复合膜长度不少于250 m,宽度为400 mm或480 mm。每卷接头不应超过2处,并在成卷膜的边缘应可看到拼接标识。铝塑复合膜尺寸偏差应符合表2的规定。
表2 尺寸偏差
项 目 |
允许误差 |
厚 度 |
标称值±5% |
宽 度 |
标称值±1mm |
长 度 |
标称值+10 m |
可印刷性以铝塑复合膜保护层外表面的润湿张力来表示,润湿张力应不小于30mN/m。
横向和纵向的拉伸性能应符合表3的规定。
表3 拉伸性能
铝塑复合膜厚度 mm |
抗拉强度 N/15mm |
断裂伸长率 % |
≤70 |
≥50 |
≥30 |
70~90 |
≥60 |
≥35 |
90~120 |
≥70 |
≥35 |
≥120 |
≥100 |
≥40 |
横向和纵向的剥离力应符合表4的规定。
表4 剥离力
铝塑复合膜厚度 mm |
项 目 |
剥离力 N/15mm |
≤70 |
保护层和铝箔的剥离力 |
≥2 |
热封层和铝箔的剥离力 |
≥5 |
|
70~90 |
保护层和铝箔的剥离力 |
≥2 |
热封层和铝箔的剥离力 |
≥6 |
|
90~120 |
保护层和铝箔的剥离力 |
≥3 |
热封层和铝箔的剥离力 |
≥8 |
|
≥120 |
保护层和铝箔的剥离力 |
≥3 |
热封层和铝箔的剥离力 |
≥12 |
热封强度应符合表5的规定。
表5 热封强度
铝塑复合膜厚度 mm |
热封强度 N/15mm |
≤70 |
≥30 |
70~90 |
≥40 |
90~120 |
≥50 |
≥120 |
≥60 |
冲压性能应符合表6的要求。
表6 冲压性能
铝塑复合膜厚度 mm |
冲压深度 mm |
外观要求 |
≤70 |
≥4 |
无孔洞、裂痕、开裂、分层等缺陷 |
70~90 |
≥5 |
|
90~120 |
≥6 |
|
≥120 |
≥6 |
铝塑复合膜穿刺强度应符合表7的规定。
表7 穿刺强度
产品厚度 μm |
穿刺强度 MPa |
≤70 |
≥13 |
70~90 |
≥15 |
90~120 |
≥16 |
≥120 |
≥20 |
摩擦系数应符合表8的规定。
表8 摩擦系数
项 目 |
类 别 |
摩擦系数 |
保护层对保护层 |
动摩擦 |
≤0.35 |
静摩擦 |
≤0.40 |
|
热封层对热封层 |
动摩擦 |
≤0.50 |
静摩擦 |
≤0.50 |
经耐热性试验后,样品不应有层间分离、起泡、变色、缩边等缺陷。
经耐湿热性试验后,样品不应有层间分离、起泡等缺陷。
5.12.1 热封层与芯层的剥离力
经电解液浸泡后,热封层与芯层不应有层间分离、起泡等现象。热封层与芯层的剥离力应符合表9的规定。
表9 热封层与芯层的剥离力
产品厚度 μm |
剥离力 N/15mm |
≤70 |
≥3 |
70~90 |
≥5 |
90~120 |
≥6 |
≥120 |
≥8 |
5.12.2 封口的热封强度
经耐电解液试验后,封口不应有脱开、剥落、渗漏等现象。封口的热封强度应符合表10的规定。
表10 封口热封强度
产品厚度 μm |
热封强度 N/15mm |
≤70 |
≥20 |
70~90 |
≥30 |
90~120 |
≥40 |
≥120 |
≥50 |
限用物质应符合GB/T 26572-2011的规定。
6 试验方法
按GB/T 2918规定的标准环境进行。温度为23℃±2℃,相对湿度50%±10%,状态调节时间不少于24h,并在此条件下进行试验。
在照度大于150 lx的环境中,将样品自由平放在一平台上,距离测试样品表面 0. 3m~0.5m处,面对样品进行目测检查破裂、皱纹、污迹、气泡、划痕、异物、凹凸点。
在暗室内用照度大于150lx的光源照射样品的一侧表面,从另一侧透光观察是否存在光点(针孔)。
用精度不低于0.1mm的量具测量端面平整度。
厚度及其偏差按GB/T 6672的规定进行。
长度和宽度及其偏差测量按GB/T 6673的规定进行。
按GB/T 14216的规定进行。
按GB/T 1040.3-2006的规定进行,试样类型为2型试样。试验采用长度≥150mm、宽度(15±0.1)mm的长形条,标距为100mm,试验速度为300mm/min。
按GB/T 8808-1988的规定进行,试样宽度为(15±0.1)mm的长形条,试验速度为50mm/min。
试样按制造商推荐的条件进行热封。裁取宽度为(15±0.1)mm的长形条。按QB/T 2358-1998的规定进行,试验速度为50mm/min。
采用符合附录A要求的模具,上、下模材质为S136镜面模具钢,模芯为聚四氟乙烯材质。将规格为130mm×240mm的样品在面压力为0.15MPa~0.3MPa下进行冲压,检查样品的外观,并用精度不低于0.1mm的量具测量冲压深度。
按GB/T 10004-2008中的6.6.13的规定进行。穿刺针头由热封层一侧开始刺入。
按GB 10006的规定进行。
试样经6.8的方法冲压成型,成型深度为表6规定的值。然后将试样在温度为85℃±2℃下放置24小时,取出自然冷却至常温,检查并记录样品外观。
试样经6.8的方法冲压成型,成型深度为表6规定的值。然后将试样在温度为60℃±2℃、相对湿度为90%±5%的条件下放置72小时,取出自然冷却至常温,检查并记录样品外观。
6.13.1 电解液配制
将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯试剂按照物质的量为1:1:1的比例混合,再在混合液中添加六氟磷酸锂,配制成六氟磷酸锂物质的量为1.0 mol/L的溶液,即为电解液,电解液的游离酸含量不高于百万分之五十。
以上所用试剂纯度为分析纯。
6.13.2 热封层与芯层的剥离力
将铝塑复合膜切成15mm×100mm的试样,并将样品在温度为85℃±2℃的电解液中浸泡24小时,取出自然冷却至常温后擦拭干净,检查样品外观并按6.6的方法测试剥离力。
6.13.3 封口的热封强度
将铝塑复合膜封装制成60mm×80mm的样袋,并注入3 mL电解液,经热封闭合。将样袋在温度为85℃±2℃的环境中保持24小时后取出,自然冷却至常温。先裁去一个热封边后倒出电解液,再裁去其余热封边,然后将膜面残留的电解液擦拭干净,在5分钟内重新热封。沿封口垂直方向取宽度为15mm的样品,按6.7的方法测试。
按GB/T 26125的规定进行。
7 检验规则
产品检验分出厂检验和型式检验。
每批铝塑复合膜产品出厂前应随机抽取足够数量的样品,根据表11规定的项目进行出厂检验,以保证出厂产品质量符合本标准的要求。
序号 |
检验项目 |
要求 |
试验方法 |
1 |
外观 |
5.1 |
6.2 |
2 |
尺寸及偏差 |
5.2 |
6.3 |
3 |
拉伸性能 |
5.4 |
6.5 |
4 |
剥离力 |
5.5 |
6.6 |
5 |
热封强度 |
5.6 |
6.7 |
6 |
冲压性能 |
5.7 |
6.8 |
7 |
穿刺强度 |
5.8 |
6.9 |
8 |
摩擦系数 |
5.9 |
6.10 |
9 |
耐电解液性能 |
5.12 |
6.13 |
7.3.1 型式检验项目为要求中规定的全部项目。
7.3.2 有下列情况之一时,应进行型式检验:
a) 新产品、新工艺或老产品转产生产的试制定型鉴定;
b) 正式生产后,如结构、材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能;
c) 产品停产一年以上,恢复生产时;
d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异;
e) 国家质量监督机构或使用产品客户提出进行型式检验的要求。
产品以相同的原辅材料、规格、工艺、配方为一批,每批不大于3万m2。
7.5.1 抽样方法
采用随机抽样方法,以卷为单位。每卷去除表面三层,取2m样品。
7.5.2 抽样方案及判定规则
1.1.1.1 要求中5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.8、5.9,分别按GB/T 2828.1-2012中IL=Ⅱ,AQL=1.0正常检验二次抽样方案执行,并按表12判定该批产品是否合格。
批量 |
样本 |
样本大小 |
累计样本大小 |
合格判定数Ac |
不合格判定数 Re |
|||||
1-15 |
第一次 第二次 |
2 2 |
2 4 |
0 0 |
1 1 |
|||||
16-25 |
第一次 第二次 |
3 3 |
3 6 |
0 0 |
1 1 |
|||||
26-50 |
第一次 第二次 |
5 5 |
5 10 |
0 0 |
1 1 |
|||||
51-90 |
第一次 第二次 |
8 8 |
8 16 |
0 0 |
1 1 |
|||||
91-150 |
第一次 第二次 |
13 13 |
13 26 |
0 0 |
1 1 |
|||||
151-280 |
第一次 第二次 |
20 20 |
20 40 |
0 1 |
2 2 |
|||||
281-500 |
第一次 第二次 |
32 32 |
32 64 |
0 1 |
2 2 |
|||||
501-1200 |
第一次 第二次 |
50 50 |
50 100 |
0 3 |
3 4 |
|||||
1201-3200 |
第一次 第二次 |
80 80 |
80 160 |
1 4 |
3 5 |
|||||
3201-10000 |
第一次 第二次 |
125 125 |
125 250 |
2 6 |
5 7 |
|||||
10001-35000 |
第一次 第二次 |
200 200 |
200 400 |
3 9 |
6 10 |
|||||
35001-150000 |
第一次 第二次 |
315 315 |
315 630 |
5 12 |
9 13 |
|||||
150001-500000 |
第一次 第二次 |
500 500 |
500 1000 |
7 18 |
11 19 |
|||||
>500000 |
第一次 第二次 |
800 800 |
800 1600 |
11 26 |
16 27 |
表12 抽样方案和判定规则
7.5.2.1 要求中5.7、5.10、5.11、5.12,分别按GB/T 2828.1-2012,AQL=1.0正常检验一次抽样方案进行。检验结果中若有不合格项,应再从该批中抽取双倍样品复验不合格项,如仍有不合格,则该批为不合格。
7.5.2.2 要求中5.13,取上述一个样品进行。检验结果中若有不合格项则该批为不合格。
毎卷铝塑复合膜均应附有产品合格证,并标注产品名称、产品规格、生产日期、制造商名称、生产地址、执行标准和检验员印章。外包装应有“怕湿”、“怕热”、“小心轻放”等标志,标志应符合GB/T191-2008的规定。
包装应能保证铝塑复合膜在运输、贮存过程中不受损坏、不受外来物污染。
特殊包装由供需双方协商。
铝塑复合膜在运输过程中应小心轻放,防止雨淋、暴晒,防止重压,远离火源、热源。
铝塑复合膜应贮存在干燥、通风且温度低于40℃的环境下,贮存期限不宜超过一年。
A
A
图A.1 上模具三视图
图A.2 下模具三视图
图A.3 模芯三视图