Sa aluminum-plastic film na ginagamit para sa mga lithium-ion na baterya, ang PP core tubes, pangunahin ang CPP, ay ang pinakakaraniwang pagpipilian para sa panloob na layer, habangMga tubo ng PE coreay halos hindi kailanman ginagamit.
Ang pangunahing dahilan ay ang PP core tubes ay nalampasan ang PE core tubes sa electrolyte resistance, high-temperature resistance, heat-seal strength, at paglaban sa pamamaga at kaagnasan. Ang mga katangiang ito ay ginagawang mas angkop ang PP sa mahigpit na mga kinakailangan sa kaligtasan at habang-buhay ng mga baterya ng lithium-ion.
Karaniwang Aluminum-Plastic na Istraktura ng Pelikulang
Ang isang tipikal na istraktura ng aluminyo-plastic na pelikula para sa mga cell ng pouch ng lithium-ion ay binubuo ng maraming mga functional na layer. Ang bawat layer ay nag-aambag sa pangkalahatang pagganap ng hadlang, mekanikal na proteksyon at kakayahan sa heat-sealing ng pelikula.
| Layer | Karaniwang Kapal | Function |
|---|---|---|
| PET | 6 μm | Panlabas na proteksiyon na layer |
| Pandikit na Panlabas na Layer | 3 μm | Bonding layer |
| NY | 15 μm | Layer ng suportang mekanikal |
| Pandikit na Panlabas na Layer | 3 μm | Bonding layer |
| AL | 40 μm | Metal barrier layer |
| Pandikit na Panloob na Layer | 3 μm | Bonding layer |
| CPP | 80 μm | Inner heat-seal layer |
1. Hindi Sapat na Electrolyte Resistance at Panganib ng Pamamaga
Ang pangunahing function ng aluminum-plastic film sa lithium-ion pouch cells ay upang i-encapsulate ang cell at ihiwalay ito sa panlabas na kapaligiran. Ang panloob na layer ng heat-seal ay karaniwang gumagamit ng cast polypropylene (CPP), dahil mismo sa mahusay na pagtutol nito sa electrolyte.
Ang molecular structure ng PE ay binubuo ng isang ganap na simetriko na umuulit na unit ng -CH₂-CH₂-, na walang side-chain methyl group, at ang mga chain segment nito ay nagpapakita ng mataas na flexibility. Ang parameter ng solubility nito (16.0–16.5 MPa¹ᐟ²) ay malapit na tumutugma sa carbonate-based electrolyte solvents, gaya ng DMC, EMC at EC, na may mga parameter ng solubility na 16.5–17.5 MPa¹ᐟ². Ginagawa nitong lubhang madaling kapitan ang PE sa pamamaga, permeation at kahit na dissolution ng electrolyte.
Kung ang isang PE tube core ay ginagamit sa wind aluminum-plastic film, sa panahon ng kasunod na battery cell encapsulation, pagbuo at pagtanda, mga prosesong kinasasangkutan ng contact sa electrolyte, ang tube core ay maaaring bumaga at ma-deform. Maaari itong humantong sa hindi pantay na panloob na stress sa loob ng film roll at maaaring magdulot ng delamination ng aluminum-plastic film o electrolyte leakage, na direktang nakakaapekto sa kaligtasan ng baterya.
Sa kabaligtaran, ang polypropylene (PP), dahil sa steric hindrance na dulot ng mga methyl group nito, ay may solubility parameter na 17.5–18.5 MPa¹ᐟ², na nasa labas ng tipikal na hanay ng mga electrolyte solvents na inilarawan sa itaas. Ito ay nagpapakita ng makabuluhang mas kaunting pamamaga at samakatuwid ay mas angkop para sa application na ito.
2. Ang Lakas ng Mekanikal at Katumpakan ng Pagbuo ay Nakakaapekto sa Kalidad ng Paikot-ikot
Ang aluminum-plastic film para sa mga cell ng lithium-ion na pouch ay isang high-value-added precision film na nangangailangan ng mataas na pamantayan ng flatness at concentricity sa panahon ng winding. Ang tensile strength ng PE material (≥20 MPa) ay mas mababa kaysa sa PP (≥30 MPa), at ang PE ay mayroon ding mas mababang rigidity.
Sa ilalim ng mataas na pag-igting na ginagawa sa panahon ng high-speed winding, ang mga PE core ay mas madaling kapitan ng deformation at roundness deviations. Ang mga dimensyong pagbabagong ito ay maaaring mag-ambag sa hindi pantay na mga gilid, creases at tunneling sa mga film roll.
Mga Tubong Core ng PE
Ang mababang tensile strength at rigidity ay maaaring gawing mas madaling kapitan ang mga core ng PE sa deformation sa ilalim ng high winding tension, na nakakaapekto sa roll geometry at winding consistency.
ABS at PP Core Tubes
Ang ABS, PP at FRP core tubes ay nagbibigay ng higit na tigas at dimensional na katatagan, na tumutulong na mapanatili ang film-roll concentricity sa panahon ng high-speed slitting at winding.
Ang mga core tube ng ABS, sa partikular, ay pinagsasama ang tigas na may katigasan. Kapag ginawa sa ilalim ng kinokontrol na mga kondisyon ng malinis na silid, makakatulong din ang mga ito na kontrolin ang kalinisan sa ibabaw at bawasan ang panganib ng mga dayuhang bagay na kontaminasyon sa aluminum-plastic film.
3. Mahina High-Temperature Resistance Limits Process Compatibility
Ang paggawa ng aluminum-plastic film para sa mga lithium-ion na baterya, pati na rin ang paggawa ng cell ng baterya, ay nagsasangkot ng mga yugto ng mataas na temperatura tulad ng baking, heat sealing at pagbuo. Ang mga temperatura ay kadalasang maaaring umabot sa 80–120 °C.
Ang PE ay may medyo mababang melting point na humigit-kumulang 105–130 °C at isang maximum na tuluy-tuloy na operating temperature sa ibaba 80 °C. Sa matataas na temperatura, maaaring lumambot at gumapang ang PE, na posibleng magresulta sa dimensional deformation. Maaari itong makaapekto sa katatagan ng paikot-ikot at kasunod na pag-unwinding at pagproseso.
PP:Ang PP ay may melting point na humigit-kumulang 160–170 °C at maaaring manatiling stable sa mahabang panahon sa mga kapaligiran sa paligid ng 100–120 °C.
ABS:Ang mga core tube ng ABS ay nagbibigay din ng paglaban sa temperatura na angkop para sa karaniwang mga kinakailangan sa proseso, na tumutulong na maiwasan ang pagpapapangit sa panahon ng mga nauugnay na yugto ng pagproseso.
Kung ikukumpara sa PE, PP at angkop na ABS core tubes samakatuwid ay nagbibigay ng mas mahusay na dimensional na katatagan sa ilalim ng mga kondisyon ng temperatura na nauugnay sa pagpoproseso ng aluminum-plastic film at paggawa ng baterya.
4. Mga Kinakailangan sa Pagkatugma sa Industriya at Kalinisan
Ang industriya ng baterya ng lithium-ion ay nagpapataw ng mahigpit na mga kinakailangan sa kalinisan sa kapaligiran ng produksyon. Bilang isang materyal na encapsulation para sa mga cell ng baterya, ang aluminyo-plastic na pelikula ay dapat protektahan laban sa mga dayuhang bagay at kontaminasyon ng alikabok sa buong pagmamanupaktura at paghawak.
Ang proseso ng produksyon para sa mga core ng PE ay karaniwang nagsasangkot ng karaniwang pagpilit. Depende sa kapaligiran ng pagmamanupaktura at mga kontrol sa proseso, ang nagreresultang kalinisan sa ibabaw ay maaaring hindi matugunan ang mga kinakailangan ng lithium-ion battery cleanroom application. Maaaring mapataas ng mga debris sa ibabaw at electrostatic attraction ng alikabok ang mga panganib sa kontaminasyon sa panahon ng film winding at handling.
Para sa kadahilanang ito, ang mga pangunahing pagpipilian para sa mga paikot-ikot na core na ginagamit sa aluminum-plastic na pelikula para sa mga cell ng lithium-ion na pouch ay kinabibilangan ng mga high-precision na ABS at PP core tubes. Gamit ang angkop na mga kontrol sa pagmamanupaktura, produksyon ng cleanroom at anti-static na paggamot, ang mga materyales na ito ay maaaring tumugon sa mga kinakailangan na may kaugnayan sa kalinisan, katumpakan ng dimensyon at paglaban sa kemikal.
Samakatuwid, ang mga core ng PE ay mas karaniwang nauugnay sa mga application na pangkalahatang layunin ng film winding kung saan ang mga kinakailangan para sa katumpakan ng dimensional, paglaban sa kemikal at kalinisan ay hindi gaanong hinihingi.
PE vs. PP Core Tubes para sa Aluminium-Plastic Film
| Salik ng Pagganap | Mga Tubong Core ng PE | Mga Tubong Core ng PP |
|---|---|---|
| Paglaban sa Electrolyte | Mas madaling kapitan sa pamamaga at pagpasok | Mas mahusay na paglaban sa pamamaga na nauugnay sa electrolyte |
| Mechanical Rigidity | Mas mababang rigidity | Mas mataas na tigas at dimensional na katatagan |
| Paikot-ikot na Katumpakan | Mas madaling kapitan sa pagpapapangit sa ilalim ng mataas na pag-igting | Mas angkop sa precision winding |
| Paglaban sa Temperatura | Mas madaling lumambot at gumapang sa matataas na temperatura | Mas mataas na punto ng pagkatunaw at mas mahusay na katatagan ng mataas na temperatura |
| Pagkakatugma ng Application | Mas angkop para sa general-purpose film winding | Malawakang ginagamit para sa hinihingi na mga aplikasyon ng paikot-ikot na pelikula |
| Mga Kinakailangan sa Kalinisan | Nangangailangan ng naaangkop na proseso at mga kontrol sa kapaligiran | Maaaring gawin nang may kontroladong kalinisan para sa hinihingi na mga aplikasyon |
Bakit Karaniwang Ginagamit ang PP at ABS Core Tubes?
Ang pagpili ng isang paikot-ikot na core para sa aluminyo-plastic na pelikula ay hindi tinutukoy ng isang solong materyal na ari-arian. Kailangang mapanatili ng core ang dimensional na katatagan sa panahon ng paikot-ikot at kasunod na paghawak habang tumutugma din sa mga kinakailangan sa kemikal, thermal at kalinisan na nauugnay sa paggawa ng baterya ng lithium-ion.
Dimensional Stability
Ang PP at ABS core tubes ay nagbibigay ng higpit at dimensional na katatagan na kinakailangan upang mapanatili ang roll geometry sa panahon ng paikot-ikot, slitting at transportasyon.
Paglaban sa Kemikal
Nagbibigay ang PP ng malakas na pagtutol sa kemikal na kapaligiran na nauugnay sa mga application ng baterya ng lithium-ion, na binabawasan ang panganib ng pamamaga at pagkasira ng materyal.
Katatagan ng Temperatura
Ang PP at angkop na ABS core tubes ay maaaring magbigay ng mas mahusay na dimensional na katatagan sa ilalim ng mataas na temperatura na mga kondisyon sa pagpoproseso kaysa sa PE.
Malinis na Paggawa
Ang mga kinokontrol na kapaligiran sa pagmamanupaktura at anti-static na paggamot ay maaaring makatulong sa PP at ABS core tubes na matugunan ang kalinisan at mga kinakailangan sa pagkontrol sa kontaminasyon ng hinihingi na mga aplikasyon ng pelikula.
Mga tubo ng PE coreay bihirang pinipili para sa paikot-ikot na aluminyo-plastic na pelikula na ginagamit sa mga baterya ng lithium-ion na pouch dahil ang kanilang pagganap ay hindi naaayon pati na rin sa pinagsamang mga kinakailangan para sa electrolyte resistance, mechanical rigidity, dimensional stability, temperature resistance at kalinisan.
Ang PP at ABS core tubes ay mas karaniwang ginagamit dahil maaari silang magbigay ng chemical resistance, dimensional stability, temperature performance at kontroladong kalinisan na kinakailangan para sa precision aluminum-plastic film winding. Ang naaangkop na pangunahing materyal sa huli ay nakasalalay sa tiyak na istraktura ng pelikula, proseso ng paikot-ikot at mga kinakailangan sa pagmamanupaktura.
