¿En la selección de películas de aluminio PET ultrafinas, los ingenieros se enfrentan a una opción aparentemente simple: ya que el objetivo es "más delgado y más ligero", ¿ por qué no elegir directamente un sustrato de 2,3 micras o incluso más delgado?

La respuesta está oculta en el punto de intersección entre el rendimiento del proceso y la fiabilidad de la ingeniería. El sustrato PET de 2,3 micras se ha acercado al límite físico de la película independiente: durante el proceso de evaporación al vacío, la capacidad térmica de la película es muy pequeña, y pequeñas fluctuaciones de aumento de temperatura pueden causar contracción o incluso fusión; La ventana de tensión de devanado es extremadamente estrecha, y una ligera desviación de tensión puede causar pliegues o deformación de tracción. Los datos de la industria muestran que el espesor de los sustratos ultrafinos de PET que se pueden utilizar para estabilizar la metalización suele ser superior a 3 micras. aunque 2,3 micras ya tienen viabilidad de laboratorio, todavía se enfrentan a desafíos significativos en la tasa de rendimiento en masa y la consistencia del lote.

II. lógica de "eficiencia de volumen" de los condensadores: el espesor de la película determina la densidad de los condensadores

En los condensadores de película metálica, la película PET se utiliza como dieléctrico, y su espesor determina directamente la eficiencia del volumen de los condensadores. La capacidad del capacitor es inversamente proporcional al espesor del dieléctrico: cuanto más delgada es la película, mayor es la capacidad en el mismo volumen.

Los datos de la industria muestran que el rango de espesor de las películas PET para condensadores cubre de 1,2 micras a 12 micras. Cuanto más delgada sea la película, mayor será la densidad de capacidad, pero el voltaje de ruptura se reducirá en consecuencia, lo que requiere un equilibrio entre la miniaturización y la fiabilidad a largo plazo. 3,1 μm se encuentra en un punto de equilibrio clave entre la eficiencia de alto volumen y la viabilidad del proceso.

En cuanto a las propiedades dieléctrico, la constante dieléctrica de las películas PET es de aproximadamente 3,0 - 3,2, y la densidad de capacidad es mayor que la de los condensadores de polipropileno. El espesor del electrodo metálico es de solo 50 - 100 nm, lo que no sólo reduce la resistencia de contacto, sino que también tiene cierta capacidad de autocuración. Cuando el dieléctrico se rompe localmente, la capa metálica extremadamente delgada se evapora rápidamente alrededor del punto de ruptura, lo que hace que el capacitor vuelva a funcionar normalmente. El espesor de la capa de aluminio debe equilibrarse con el voltaje de trabajo y la energía de autocuración.

3. la "lógica de pérdida de peso" del fluido de recolección compuesto: cómo mejorar la densidad de energía de la batería con una película base de 3,1 micras

La aplicación de la película de aluminio PET de 3,1 micras en el campo de la recolección de fluidos compuestos de baterías de litio es una de las direcciones técnicas más preocupadas en los últimos años.

El concentrado compuesto adopta una estructura sándwich de "capa conductora metálica - capa de soporte de materiales poliméricos - capa conductora metálicas", con películas de base de polímeros como pet en el Medio y películas metálicas aluminizadas o cobre en las dos capas Exteriores. En comparación con los colectores tradicionales, los colectores compuestos tienen las ventajas de alta seguridad, bajo costo de fabricación y fuerte compatibilidad, y las baterías que utilizan colectores compuestos también han mejorado significativamente la densidad de energía y la vida útil del ciclo.

Según los datos experimentales de byd, la densidad de energía de la batería puede aumentar en un 3,3% en comparación con la de la lámina de cobre tradicional de 6 micras, utilizando una película base de 3 micras más una colección compuesta de fluidos de la lámina de cobre inferior de 1 micra. Si el electrodo positivo también utiliza una colección de fluidos compuesta, la densidad de energía de la batería puede aumentar en un 6,1% en total. La densidad del sustrato PET es solo de aproximadamente 1 / 6,5 de cobre, reemplazando parte de la capa metálica por PET de 3,1 micras, lo que reduce drásticamente la densidad superficial del fluido recolector y se traduce directamente en un aumento de la densidad energética de la batería.

En términos de seguridad, el sustrato polimérico intermedio tiene propiedades retardantes de llama, la capa conductora metálica es delgada, se derrite como un fusible cuando se corta un cortocircuito, se derrite rápidamente antes de que el calor se descontrole, y el daño de la batería se limita al punto de penetración para formar un "corte de puntos". El tamaño de las burras producidas por la recogida compuesta de fluidos es pequeño, y el efecto de corte de circuito causado por el calentamiento de la capa de material polimérico superpuesto puede reducir en gran medida la corriente de cortocircuito en poco tiempo.

IV. evaporación al vacío: desafíos técnicos básicos en sustratos de 3,1 micras

La preparación de la capa de aluminio de la película de aluminio PET de 3,1 micras adopta el proceso de evaporación al vacío: en un ambiente de alto vacío, el aluminio de alta pureza se calienta a la temperatura de evaporación, lo que hace que el vapor de aluminio se condense y deposite en la superficie de la película PET que funciona a alta velocidad, formando una capa de aluminio continua y densa.

La evaporación al vacío en un sustrato ultrafino de 3,1 micras se enfrenta a una serie de desafíos técnicos que son mucho más exigentes que los sustratos de espesor convencionales:

V. espesor de la capa de aluminio: lapso de rendimiento de od 0.1 a od 1.0

Sobre la base de un sustrato PET de 3,1 micras, se pueden preparar productos de película de aluminio con diferentes grosores de capa de aluminio controlando con precisión los parámetros del proceso de evaporación. El espesor de la capa de aluminio se caracteriza por la densidad óptica (od). cuanto mayor sea el valor de od, más gruesa será la capa de aluminio y menor será la transmisión de luz. Diferentes espesores corresponden a diferentes énfasis de rendimiento:

Al seleccionar el modelo, los ingenieros deben sopesar exhaustivamente de acuerdo con los requisitos de densidad capacitiva, flexibilidad y bloqueo: cuanto menor sea el valor de od, mejor será la flexibilidad de la película y mayor será la adaptabilidad de devanado; Cuanto mayor sea el valor de od, mayor será la conductividad eléctrica y la barrera. Para las aplicaciones de condensadores, el espesor de la capa de aluminio debe equilibrarse con el voltaje de trabajo y las características de autocuración; Para las aplicaciones de recolección de fluidos compuestos, es necesario garantizar que la resistencia superficial de la capa de aluminio cumpla con los requisitos de conductividad eléctrica.

VI. propiedades clave: límites técnicos de la especificación de 3,1 micras

IntegralCiencia y tecnología avanzadas de la AcademiaY la información pública de la industria, las características clave de rendimiento de la película de aluminio PET de 3,1 micras son las siguientes:

• Espesor del sustrato.3,1 μm es una de las especificaciones extremadamente delgadas para la producción en masa de películas pet. El espesor de la película de aluminio PET de tecnología avanzada de la Academia cubre entre 4,5 y 188 micras, y el ancho puede alcanzar entre 250 mm y 1200 mm, lo que admite la personalización bajo demanda.
• Rendimiento dieléctrico.La constante dieléctrica de la película PET es de aproximadamente 3,0 a 3,8 a una frecuencia de 1 mhz, y la pérdida dieléctrica es inferior a 0008. El PET tiene una alta constante dieléctrica y una resistencia a la ruptura, puede funcionar de manera estable en un rango de temperatura de 125 ° C y tiene excelentes características de autocuración.
• Rendimiento de bloqueo.La presencia de capas de aluminio reduce la penetración de las películas pet en oxígeno y vapor de agua en más del 99%. La transmisión ultravioleta de las películas PET aluminizadas se controla por debajo del 5%, lo que puede reflejar eficientemente los rayos ultravioleta e infrarrojos.
• Resistencia a la temperatura.El límite superior de temperatura de funcionamiento de la película PET es de 125 ° c. la resistencia a la temperatura se mantiene básicamente sin cambios después del aluminio.
• Resistencia superficial.La resistencia superficial de las películas PET sin aluminio suele estar dentro del rango de 10 m2 a 10 ⁵ Omega / m2; Después del chapado en aluminio, la resistencia superficial se reduce significativamente, alcanzando un rango de 10 ℃ - 10 ℃ Omega / m2. La resistencia superficial está directamente relacionada con el espesor de la capa de aluminio: cuanto más gruesa es la capa de aluminio, menor es la resistencia superficial. El valor típico de la resistencia superficial de la película PET aluminizada de un solo lado es de aproximadamente 0,7 Omega / □.
• Propiedades mecánicas.La resistencia a la tracción de la película PET (película de tracción bidireccional) puede alcanzar entre 190 y 260 mpa. Incluso si se reduce a 3,1 micras, se mantiene una resistencia estructural suficiente para soportar el devanado y procesamiento posteriores.

7. escenarios de aplicación básicos: de condensadores a colectores de fluidos compuestos

8. consideraciones de selección: desde el valor de od hasta la adaptación al procesamiento

Al seleccionar la película de aluminio PET de 3,1 micras, las siguientes dimensiones merecen atención de los ingenieros:

• Selección del espesor de la capa de aluminio (valor de od).Cuanto mayor sea el valor de od, mayor será la barrera y la conductividad eléctrica, pero menor será la flexibilidad. Las aplicaciones de condensadores deben seleccionar los valores de od adecuados de acuerdo con el nivel de tensión y las necesidades de capacidad; Las aplicaciones de captación de fluidos compuestos deben garantizar que la resistencia superficial cumpla con los requisitos de conductividad eléctrica.
• Densidad del agujero de la aguja.Para un sustrato ultrafino de 3,1 micras, el control del agujero de la aguja es el indicador central de la calidad del producto. Las aplicaciones de condensadores de alta gama y colectores de fluidos compuestos tienen requisitos estrictos para la densidad de agujeros de aguja.
• Adaptabilidad de devanado.La película de 3,1 micras tiene altos requisitos para el control del proceso durante el proceso de devanado. Al seleccionar el modelo, es necesario evaluar la adaptabilidad del material al equipo de devanado existente, y los parámetros de tensión y la velocidad de devanado deben coincidir con precisión de acuerdo con el grosor.
• Temperatura de trabajo.La temperatura de uso a largo plazo del sustrato PET es de 125 ° c. las aplicaciones más allá de este rango de temperatura deben considerar sustratos más resistentes a la temperatura, como PEN o pi.
• Precisión de mecanizado.La película de 3,1 micras requiere una alta precisión de los procesos posteriores de evaporación y Corte. La tecnología avanzada de la Academia admite ajustes flexibles en el grosor de la capa de aluminio y la funcionalidad del sustrato pet, y puede personalizar especificaciones como resistencia cuadrada, espesor y ancho de acuerdo con las necesidades del cliente.

9. observaciones finales

La esencia de la película aluminizada PET de 3,1 μm es encontrar un punto de equilibrio de ingeniería entre los límites físicos de la película PET y la viabilidad de la producción en masa. Es más delgado que 4 micras o 6 micras, lo que aporta una eficiencia de volumen real y beneficios de pérdida de peso a la recogida de fluidos compuestos de condensadores de película delgada metalizados y baterías de litio; Al mismo tiempo, conserva un margen de proceso suficiente para que el vapor al vacío de rollo a rollo pueda funcionar de manera estable dentro de un rango de rendimiento aceptable.

A partir de los resultados medidos de un aumento de la densidad energética del 3,3% en la colección compuesta de 3 micras en los datos de patentes de byd, hasta el sistema completo de productos y la capacidad de personalización de la tecnología avanzada de la Academia en el campo del aluminio de película PET que cubre de 4,5 micras a 188 micras - detrás de la cifra de espesor de 3,1 micras, hay un conjunto completo de sistemas de proceso, desde el control de tensión del sustrato, la gestión de la temperatura hasta la uniformidad del recubrimiento y la garantía de adhesión. Para los ingenieros, entender por qué 3,1 micras en lugar de 2,3 micras o 4 micras - la respuesta a esta pregunta es precisamente el hito técnico entre la película de aluminio PET ultrafina de "chapado" a "chapado de precisión".