Film plastique en aluminium - pas de localisation des matériaux au lithium
Le film plastique en aluminium, qui joue le rôle d'encapsulation dans les matériaux en amont de la chaîne industrielle des piles au lithium, peut être considéré comme le matériau de base des piles souples, représentant 10-20% du coût total des matériaux.
Table des matières
La technologie de production des films plastiques en aluminium est beaucoup plus difficile que celle des diaphragmes et des électrolytes, matériaux de cathodeIl s'agit d'un matériau qui n'a pas encore été entièrement localisé dans les piles au lithium.
Ces dernières années, grâce aux progrès technologiques des entreprises concernées et à l'amélioration de leur capacité de production, le film aluminium-plastique s'est progressivement engagé sur la voie de la localisation.
Selon les différentes formes d'emballage, les batteries lithium-ion peuvent être divisées en trois catégories.
Pile au lithium cylindrique avec emballage en acier inoxydable, pile au lithium carrée avec emballage en alliage d'aluminium et pile au lithium souple avec emballage en film plastique d'aluminium.
Grâce à la flexibilité de leur forme et de leur taille, les piles au lithium souples peuvent répondre aux exigences d'une densité énergétique plus élevée et s'adapter à la tendance au développement de piles "plus fines" et "plus petites".
Ces dernières années, le marché 3C chinois est en plein essor et la forte demande en aval du marché des véhicules à énergie nouvelle a entraîné une augmentation continue de la production et des ventes de batteries au lithium, en particulier une augmentation continue de la demande de batteries au lithium souples, et le film plastique en aluminium en tant que matériau d'emballage pour les batteries au lithium souples a commencé à faire l'objet d'une attention de plus en plus grande.
Cette situation a offert d'énormes possibilités de développement aux entreprises chinoises de films plastiques en aluminium, et la recherche et le développement des technologies correspondantes sont également devenus une tendance en plein essor.
Composition de la structure d'un film plastique en aluminium
L'emballage souple en film aluminium-plastique peut être divisé en trois couches, et les couches sont combinées entre elles par des adhésifs.
La couche interne est conçue pour l'électrolyte des batteries lithium-ion et joue un rôle relativement important en termes de stabilité chimique. En tant que couche composite stable et couche de scellage à chaud, davantage de matériaux de film tels que le polypropylène, le polyéthylène, le copolymère éthylène-acrylique, le polypropylène ou la résine polymère réticulée ionique sont utilisés, ce qui peut améliorer la résistance à l'électrolyte du matériau d'emballage et garantir la performance de la batterie finale et une durée de vie plus longue.
La couche intermédiaire de feuille d'aluminium revêtue de carbone est la couche barrière, dont la fonction principale est d'empêcher l'eau de pénétrer dans la batterie et l'électrolyte de s'infiltrer à l'intérieur, elle doit avoir une bonne performance de barrière.
La couche extérieure est appelée couche protectrice car le matériau extérieur utilisé présente une bonne résistance à la chaleur (160°C ± 15°C), à l'usure, à la perforation et à la flexion, ce qui assure une bonne protection de la couche barrière.
En outre, il existe certaines exigences en matière d'imprimabilité. Compte tenu du coût du matériau de la couche extérieure, nous choisissons généralement des films de traitement des métaux non ferreux en polyester et en nylon.
Processus de production des films plastiques en aluminium
En production, les principaux procédés utilisés pour les films aluminium-plastique sont la voie sèche et la voie thermique.
Le procédé à sec consiste à lier l'aluminium et le polypropylène à l'aide d'un adhésif, puis à synthétiser sous pression sèche ; le procédé thermique consiste à lier l'aluminium et le polypropylène à l'aide d'une mousse poreuse de polypropylène, puis à synthétiser sous une température et une pression lentes, et sous une pression chaude.
Les principaux avantages du film aluminium-plastique obtenu par voie sèche sont les suivants : bonnes performances de moulage par emboutissage, excellente résistance aux courts-circuits, peu de défauts de surface, vitesse de fabrication rapide, procédures simples et faible coût.
Cependant, sa force de décollement est faible et les propriétés de résistance à l'électrolyte et à l'eau doivent être assurées par l'ajout d'adhésifs spéciaux.
Le film aluminium-plastique produit par le processus thermique présente une force de liaison importante entre les couches d'aluminium et de polypropylène, et sa capacité à empêcher la dissolution de l'électrolyte et le décollement de la couche de surface intérieure est améliorée. Cependant, ce liant spécialement traité doit être fondu à une température plus élevée pour agir en tant qu'agent de liaison.
En raison de la différence de coefficient de rétrécissement de chaque matériau, il a tendance à s'enrouler vers l'intérieur pendant le refroidissement et présente un aspect et des performances de coupe médiocres. En outre, le chauffage rend le matériau cassant, sa résistance aux courts-circuits est médiocre et le processus de préparation est relativement complexe.
En résumé, le procédé de laminage à sec est plus courant dans la préparation des films aluminium-plastique, et l'application est également plus étendue, comme les batteries de téléphones portables et d'autres batteries nécessitant un poids énergétique élevé, les véhicules électriques et d'autres batteries d'énergie à grand multiplicateur et à haute capacité ; le laminage thermique n'est généralement utilisé que pour les batteries 3C et d'autres domaines qui ne nécessitent pas une capacité de batterie élevée.
Marché concurrentiel des films aluminium-plastique
La barrière technique du film composite aluminium-plastique pour les batteries au lithium est très élevée, les entreprises chinoises en amont du film aluminium-plastique nylon, CPP, feuille d'aluminium de calandrage, liant et autres matières premières, telles que l'autosuffisance, même si la technologie du nylon haut de gamme a été percée ces dernières années, mais le coût plus élevé du CPP, de la feuille d'aluminium dépend toujours des importations, et c'est la raison principale pour laquelle le marché chinois est occupé par les entreprises internationales depuis longtemps.
DNP, Showadenko et d'autres entreprises japonaises et coréennes, occupant plus de 70% de la part du marché mondial, ont formé un monopole de production et de technologie dans le monde.
À l'heure actuelle, le film plastique en aluminium national est principalement utilisé dans le domaine de l'électronique grand public 3C bas de gamme, le film plastique en aluminium pour l'électronique grand public 3C haut de gamme et le film plastique en aluminium pour les batteries d'alimentation utilisées par les entreprises internationales pour fournir des matières premières, les produits haut de gamme reposant sur un niveau élevé d'importation.
Le développement des véhicules à énergie nouvelle deviendra une force motrice importante pour l'essor de l'industrie du film d'aluminium, et il y a un énorme espace pour le remplacement domestique du film d'aluminium.
L'une des raisons est que les entreprises japonaises et coréennes ont une capacité limitée de films plastiques en aluminium et que le taux d'expansion est lent, de sorte que la capacité ne peut pas suivre le développement rapide de l'industrie mondiale de l'emballage flexible ; en même temps, la coopération entre les entreprises japonaises et coréennes et les clients chinois est faible, et les fabricants chinois ont un avantage dans la sécurité de la chaîne d'approvisionnement parce qu'ils sont plus coopératifs.
Actuellement, de plus en plus d'entreprises chinoises ont commencé à mettre en place l'industrie du film plastique en aluminium et à réaliser progressivement des progrès et des percées dans le domaine de la technologie du film plastique en aluminium.
Il est entendu que mg-crown, Putailai de nombreuses entreprises sont en cours de vérification, et dans l'énorme pression de la réduction des coûts, les fabricants de batteries souples ont commencé à essayer d'avoir un plus grand avantage de prix des produits de film plastique d'aluminium fabriqués en Chine.
Selon les données de l'étude, la demande de films plastiques en aluminium pour les batteries au lithium en Chine devrait dépasser les 200 millions de mètres carrés en 2022, avec une croissance annuelle de plus de 40%.
Parallèlement, le taux de localisation des films plastiques en aluminium augmente progressivement et, en 2022, le taux de localisation en Chine devrait dépasser 60%, alors qu'en 2020, le taux de localisation des films plastiques en aluminium en Chine était inférieur à 30%.
Ayan Chen
Chers lecteurs, Mon parcours professionnel a commencé par une maîtrise en ingénierie électronique, après laquelle je me suis concentré sur les systèmes d'échange de batteries au lithium. En tant qu'ingénieur dans une entreprise de batteries renommée, j'ai non seulement contribué avec enthousiasme à plusieurs projets réussis de stations d'échange de batteries, mais j'ai également acquis une grande expérience. Par le biais de mes écrits, j'aspire à partager avec vous des idées et des connaissances sur l'échange de batteries de motos.
Film plastique en aluminium - pas de localisation des matériaux au lithium
La technologie de production des films plastiques en aluminium est beaucoup plus difficile que celle des diaphragmes et des électrolytes, matériaux de cathodeIl s'agit d'un matériau qui n'a pas encore été entièrement localisé dans les piles au lithium.
Ces dernières années, grâce aux progrès technologiques des entreprises concernées et à l'amélioration de leur capacité de production, le film aluminium-plastique s'est progressivement engagé sur la voie de la localisation.
Selon les différentes formes d'emballage, les batteries lithium-ion peuvent être divisées en trois catégories.
Pile au lithium cylindrique avec emballage en acier inoxydable, pile au lithium carrée avec emballage en alliage d'aluminium et pile au lithium souple avec emballage en film plastique d'aluminium.
Grâce à la flexibilité de leur forme et de leur taille, les piles au lithium souples peuvent répondre aux exigences d'une densité énergétique plus élevée et s'adapter à la tendance au développement de piles "plus fines" et "plus petites".
Ces dernières années, le marché 3C chinois est en plein essor et la forte demande en aval du marché des véhicules à énergie nouvelle a entraîné une augmentation continue de la production et des ventes de batteries au lithium, en particulier une augmentation continue de la demande de batteries au lithium souples, et le film plastique en aluminium en tant que matériau d'emballage pour les batteries au lithium souples a commencé à faire l'objet d'une attention de plus en plus grande.
Cette situation a offert d'énormes possibilités de développement aux entreprises chinoises de films plastiques en aluminium, et la recherche et le développement des technologies correspondantes sont également devenus une tendance en plein essor.
Composition de la structure d'un film plastique en aluminium
L'emballage souple en film aluminium-plastique peut être divisé en trois couches, et les couches sont combinées entre elles par des adhésifs.
Couche intérieure - couche multifonctionnelle (épaisseur 40μm～80μm).
La couche interne est conçue pour l'électrolyte des batteries lithium-ion et joue un rôle relativement important en termes de stabilité chimique. En tant que couche composite stable et couche de scellage à chaud, davantage de matériaux de film tels que le polypropylène, le polyéthylène, le copolymère éthylène-acrylique, le polypropylène ou la résine polymère réticulée ionique sont utilisés, ce qui peut améliorer la résistance à l'électrolyte du matériau d'emballage et garantir la performance de la batterie finale et une durée de vie plus longue.
Couche intermédiaire - couche barrière (épaisseur 35μm ~ 40μm).
La couche intermédiaire de feuille d'aluminium revêtue de carbone est la couche barrière, dont la fonction principale est d'empêcher l'eau de pénétrer dans la batterie et l'électrolyte de s'infiltrer à l'intérieur, elle doit avoir une bonne performance de barrière.
Couche extérieure - couche protectrice (épaisseur 15μm～25μm).
La couche extérieure est appelée couche protectrice car le matériau extérieur utilisé présente une bonne résistance à la chaleur (160°C ± 15°C), à l'usure, à la perforation et à la flexion, ce qui assure une bonne protection de la couche barrière.
En outre, il existe certaines exigences en matière d'imprimabilité. Compte tenu du coût du matériau de la couche extérieure, nous choisissons généralement des films de traitement des métaux non ferreux en polyester et en nylon.
Processus de production des films plastiques en aluminium
En production, les principaux procédés utilisés pour les films aluminium-plastique sont la voie sèche et la voie thermique.
Le procédé à sec consiste à lier l'aluminium et le polypropylène à l'aide d'un adhésif, puis à synthétiser sous pression sèche ; le procédé thermique consiste à lier l'aluminium et le polypropylène à l'aide d'une mousse poreuse de polypropylène, puis à synthétiser sous une température et une pression lentes, et sous une pression chaude.
Les principaux avantages du film aluminium-plastique obtenu par voie sèche sont les suivants : bonnes performances de moulage par emboutissage, excellente résistance aux courts-circuits, peu de défauts de surface, vitesse de fabrication rapide, procédures simples et faible coût.
Cependant, sa force de décollement est faible et les propriétés de résistance à l'électrolyte et à l'eau doivent être assurées par l'ajout d'adhésifs spéciaux.
Le film aluminium-plastique produit par le processus thermique présente une force de liaison importante entre les couches d'aluminium et de polypropylène, et sa capacité à empêcher la dissolution de l'électrolyte et le décollement de la couche de surface intérieure est améliorée. Cependant, ce liant spécialement traité doit être fondu à une température plus élevée pour agir en tant qu'agent de liaison.
En raison de la différence de coefficient de rétrécissement de chaque matériau, il a tendance à s'enrouler vers l'intérieur pendant le refroidissement et présente un aspect et des performances de coupe médiocres. En outre, le chauffage rend le matériau cassant, sa résistance aux courts-circuits est médiocre et le processus de préparation est relativement complexe.
En résumé, le procédé de laminage à sec est plus courant dans la préparation des films aluminium-plastique, et l'application est également plus étendue, comme les batteries de téléphones portables et d'autres batteries nécessitant un poids énergétique élevé, les véhicules électriques et d'autres batteries d'énergie à grand multiplicateur et à haute capacité ; le laminage thermique n'est généralement utilisé que pour les batteries 3C et d'autres domaines qui ne nécessitent pas une capacité de batterie élevée.
Marché concurrentiel des films aluminium-plastique
La barrière technique du film composite aluminium-plastique pour les batteries au lithium est très élevée, les entreprises chinoises en amont du film aluminium-plastique nylon, CPP, feuille d'aluminium de calandrage, liant et autres matières premières, telles que l'autosuffisance, même si la technologie du nylon haut de gamme a été percée ces dernières années, mais le coût plus élevé du CPP, de la feuille d'aluminium dépend toujours des importations, et c'est la raison principale pour laquelle le marché chinois est occupé par les entreprises internationales depuis longtemps.
DNP, Showadenko et d'autres entreprises japonaises et coréennes, occupant plus de 70% de la part du marché mondial, ont formé un monopole de production et de technologie dans le monde.
À l'heure actuelle, le film plastique en aluminium national est principalement utilisé dans le domaine de l'électronique grand public 3C bas de gamme, le film plastique en aluminium pour l'électronique grand public 3C haut de gamme et le film plastique en aluminium pour les batteries d'alimentation utilisées par les entreprises internationales pour fournir des matières premières, les produits haut de gamme reposant sur un niveau élevé d'importation.
Le développement des véhicules à énergie nouvelle deviendra une force motrice importante pour l'essor de l'industrie du film d'aluminium, et il y a un énorme espace pour le remplacement domestique du film d'aluminium.
L'une des raisons est que les entreprises japonaises et coréennes ont une capacité limitée de films plastiques en aluminium et que le taux d'expansion est lent, de sorte que la capacité ne peut pas suivre le développement rapide de l'industrie mondiale de l'emballage flexible ; en même temps, la coopération entre les entreprises japonaises et coréennes et les clients chinois est faible, et les fabricants chinois ont un avantage dans la sécurité de la chaîne d'approvisionnement parce qu'ils sont plus coopératifs.
Actuellement, de plus en plus d'entreprises chinoises ont commencé à mettre en place l'industrie du film plastique en aluminium et à réaliser progressivement des progrès et des percées dans le domaine de la technologie du film plastique en aluminium.
Il est entendu que mg-crown, Putailai de nombreuses entreprises sont en cours de vérification, et dans l'énorme pression de la réduction des coûts, les fabricants de batteries souples ont commencé à essayer d'avoir un plus grand avantage de prix des produits de film plastique d'aluminium fabriqués en Chine.
Selon les données de l'étude, la demande de films plastiques en aluminium pour les batteries au lithium en Chine devrait dépasser les 200 millions de mètres carrés en 2022, avec une croissance annuelle de plus de 40%.
Parallèlement, le taux de localisation des films plastiques en aluminium augmente progressivement et, en 2022, le taux de localisation en Chine devrait dépasser 60%, alors qu'en 2020, le taux de localisation des films plastiques en aluminium en Chine était inférieur à 30%.