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涂布、辊压到叠片的高温离型膜选用策略

(一)从工艺链出发:锂电的“高温+洁净+张力”三重约束锂电极片制造与装配并不是一条单一工序,而是“涂布—干燥—辊压—分切—模切—叠片/卷绕—装配与封装”的长链条。离型膜贯穿其间,角色包括:涂布段的临时载体/防粘隔离、辊压段的隔热防粘垫片、分切/模切的转移与废料排出、叠片段的定位与防粘、封装段的热封隔离与治具防粘。锂电对离型膜的三大特殊约束是:①温度:干燥炉、辊压预热、叠片热压/极片整形、软包热封等

(一)从工艺链出发:锂电的“高温+洁净+张力”三重约束

锂电极片制造与装配并不是一条单一工序,而是“涂布—干燥—辊压—分切—模切—叠片/卷绕—装配与封装”的长链条。离型膜贯穿其间,角色包括:涂布段的临时载体/防粘隔离、辊压段的隔热防粘垫片、分切/模切的转移与废料排出、叠片段的定位与防粘、封装段的热封隔离与治具防粘。

锂电对离型膜的三大特殊约束是:①温度:干燥炉、辊压预热、叠片热压/极片整形、软包热封等高温节点密集;②洁净/化学相容性:极片表面的润湿性、电解液铺展与阻抗对微量低聚物极为敏感,必须降低硅迁移与可萃取物;③张力/尺寸稳定:大幅面基材在长路径、多滚筒、重复剥离中,要求低热收缩、剥离曲线平顺、峰谷差小,否则易引发粉化、掉粉、边缘毛刺、对位漂移。基于这三点,锂电用离型膜的总体策略可概括为“温窗先行、化学匹配、曲线稳、抗静电、低收缩”。

离型膜-1.jpg

(二)涂布/干燥段:载体与防粘的“零干扰”原则

涂布段关注点是基材维度稳定性+化学惰性+表面洁净。若使用离型膜作为临时载体或防粘隔离,基材通常以低收缩 PET为首选:在 120–150 °C 的干燥台阶下,建议指标为150 °C×30 min 后 MD/TD 收缩 ≤0.5%,面内厚度差与平整度可直接影响涂布均匀性与刮刀间隙稳定。离型层方面,与涂布液/粘接层化学相容性优先:丙烯酸/橡胶类临时粘接多配有机硅离型;若产线存在对硅极敏的后续工序,应考虑无硅离型以降低低聚物迁移风险。

为避免烘道内低分子冷凝回沉,推荐对离型膜与涂布体系做Bake-out 评估,并以顶空/气味、片面雾影、接触角变化做快速判读。静电方面,涂布缺陷往往与微粒吸附有关,宜选抗静电版离型膜,并在放卷/剥离点布置离子棒,配合 45–60%RH 的环境湿度。总之,涂布段的口号是“零干扰”:不影响流平与润湿、不引入可萃取物、不改变后续粘接或电化学界面。

(三)辊压/分切/模切段:尺寸稳定与粉化控制的“双轮”

辊压段的目标是压实密度、致密度与孔结构一致性,这要求离型膜在温度+线压+张力共同作用下仍保持尺寸与剥离的可预测。若需在辊压或预热导辊上使用隔离膜/垫片以防粘或保护脆弱涂层,推荐更高耐温与挺性:普通工况用厚规 PET(25–75 µm),更高温或长时热停留工况选PI(12–25 µm)或PTFE(当需要极低表面能防粘时)。剥离力设置倾向中低档且曲线平顺,以减少高速牵引下的峰值冲击与粉化;同时关注剥离速度依赖性(300–1000 mm·min)和峰谷差,避免“齿跳”导致极片边缘掉粉与毛刺。

分切/模切侧,离型膜常被用作承载/转移底膜与废料排除,此处两点关键:①低收缩+高抗撕裂:防止长路径张力叠加后的“望远镜”“甩膜”,保护切口精度;②洁净与抗静电:高粉尘风险场合,选择抗静电离型膜并设置粘尘辊+刮刀的辊筒保洁组合,降低粉末二次带入极片表面。对于模切后定位贴装所用的临时胶(多为丙烯酸 PSA),离型层以有机硅为主,但若下游对硅极敏或要做电解液润湿/阻抗验证,建议切换到无硅离型或在关键面采用分区无硅设计,以兼顾效率与洁净。

(四)叠片/装配/封装段:热压稳定与无转移是核心

叠片(Z-stack)和装配阶段通常涉及极片/隔膜定位、热压整形、极耳区治具贴附等动作,对离型膜的要求进一步上探。定位与临时固定常用丙烯酸 PSA 或低温热熔胶,对应有机硅离型(轻—中离型)即可;若局部使用硅胶类耐高温垫材或治具胶,则对应区域应选氟硅离型以避免溶胀/转移。在极片热压整形(80–120 °C)与软包热封(170–200 °C)等高温节点,用作工装防粘或热封隔离的离型膜/片材应提升到PI(25–50 µm)或 PTFE等级,并验证连续耐温与短时冲击(例如 180 °C×1 h/200 °C×10 min 的窗口),同时确保剥离后零残留、无雾影。对软包盖注后的热封区,推荐无硅或氟系低迁移体系,以避免后续气密/绝缘试验中因表面污染导致的虚封、爬漏。ESD 管控在装配段更为关键:在剥离点、叠片点、热压前布置离子风与表面电压在线监控,配合抗静电离型膜共同降低粉尘吸附与静电放电风险。若制程包含极耳焊接、粘镍/铝胶带等表面敏感环节,严禁在焊接/贴附面使用含游离硅风险的材料;必要时建立**“禁硅清单”并切换无硅离型**。最后,对需要返修/重工的场景,离型力要兼顾“能轻松揭下”与“不自发脱落”,可通过克重与交联度微调,把曲线锁在可返修而不掉片的窄窗。

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(五)落地方法学:决策树+验证矩阵+采购规范

为让策略可复制,建议建立三件套。决策树:①先按胶系分流——丙烯酸/橡胶 PSA → 有机硅离型优先;硅胶/低表面能 → 氟硅;对硅极敏 → 无硅;②再按温度×时间定基材——≤150 °C 短时 PET;150–200 °C 或长时程优先 PI;>200 °C 或需极低粘着选 PTFE/复合;③按工位功能微调——高速牵引与多次剥离选曲线平顺、峰谷差小;治具/热封选高耐温+零转移;④全链路叠加抗静电与低收缩要求。验证矩阵:以3–4 档离型力×2–3 档温度×2 档老化时间构建台架测试,覆盖常温剥离与Hot-Peel,记录平均值、峰值与峰谷差;做热收缩、多次循环剥离与高速剥离;

化学洁净方面,开展电解液润湿/接触角、NMP/EC-DMC 浸泡析出、顶空 GC-MS/FTIR等专项,以排除低聚物迁移;必要时加做ICP金属离子析出与表面电阻/静电衰减测试。采购规范(Spec):明确基材(材质/厚度/平整度/热收缩上限 MD/TD)、离型层类型(硅/氟硅/无硅)与目标离型力范围(含测试方法与速度/角度)、耐温等级(连续/短时)、表面电阻与静电衰减时间、洁净度与外观缺陷限度(颗粒/条纹/针孔/雾影)、低迁移或低雾影等级与验证方法、包装与存储条件(温湿/避光/平放/先入先出)、来料抽检与 AQL、变更管理(底涂/克重/交联/基材批次/固化条件)。当这套体系跑通后,你会发现:在锂电长链条、高温密集与洁净敏感的约束下,**“温窗先行+化学匹配+曲线稳+抗静电+低收缩”**能最大化降低粉化、残留、虚封、失粘与性能漂移,把离型膜从“成本项”变为稳定良率与缩短爬坡期的关键杠杆。


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