Película aluminizada PET de 4 micras: cuando el sustrato es tan delgado como 4 micras, el punto de equilibrio de ingeniería entre el capacitor y la colección de fluidos compuestos

¿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 4 micras.

2. lógica de "eficiencia de volumen" de los condensadores: cómo aumentar la densidad de los condensadores en 4 micras

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. El espesor de la película dieléctrica común de los condensadores de película delgada suele ser de 1 a 20 micras. cuanto más delgada sea la película, mayor será la densidad de capacidad.

4 μm se encuentra en un punto de equilibrio clave entre la eficiencia de alto volumen y la viabilidad del proceso. Los condensadores con PET como dieléctrico se llaman condensadores mylar, con constantes dieléctrico de unos 3,0 a 3,2, una densidad de capacidad superior a la de los condensadores de polipropileno y un rango de temperatura de trabajo que cubre - 40 ° C a 125 ° c. el espesor de los electrodos metálicos es de solo 50 a 100 nm, lo que reduce la resistencia al contacto y 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.

3. la "lógica de pérdida de peso" de la colección de fluidos compuestos: cómo mejorar la densidad de energía de la batería con una película base de 4 micras

La aplicación de la película de aluminio PET de 4 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 metálica". El papel de aluminio compuesto adopta principalmente el proceso de recubrimiento al vacío, que primero se recubre con alúmina metálica de 8 a 15 nm a través de un tanque de evaporación, y luego se engrosa la capa de aluminio de aproximadamente 1 micra. teniendo en cuenta la adhesión de iones de aluminio, la película base de papel de aluminio compuesto utiliza principalmente material pet. En la práctica de la industria, en la superficie de la película plástica con un espesor de 4 micras, se utiliza el chorro de magnetrón y la evaporación al vacío para hacer una capa metálica de 50 a 80 nm, y luego la capa metálica se engrosa a 1 micras a través de la galvanoplastia en agua para hacer una lámina metálica compuesta con un espesor total de 6 a 8 micras para reemplazar la recolección tradicional de fluidos de 4 a 13 micras.

La densidad del sustrato PET es solo de aproximadamente 1 / 2,7 de aluminio. La sustitución de parte de la capa de aluminio por PET de 4 micras reduce considerablemente la densidad superficial de la colección de fluidos. Bajo la tendencia de adelgazamiento, la lámina de aluminio compuesta PET puede lograr una colección de fluidos de menos de 8 micras de espesor, lo que desempeña un papel importante en el peso ligero de la batería de energía.

IV. evaporación al vacío: el desafío técnico central en el sustrato de 4 micras

La preparación de la capa de aluminio de la película de aluminio PET de 4 micras adopta el proceso de evaporación al vacío. La evaporación al vacío consiste en colocar la película del rollo en una cámara de vacío, cuando el vacío alcanza más de 4 × 10 mbar, calentar el barco de evaporación a 1300 a 1400 ° c, y luego enviar continuamente el alambre de aluminio con una pureza del 99,9% al barco de evaporación para evaporarse, y el vapor de aluminio se condensa y deposita en la superficie de la película PET para formar el recubrimiento.

La evaporación al vacío en un sustrato ultrafino de 4 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 4 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 generalmente 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. Los datos de la industria muestran que los valores de od de las películas PET metálicas suelen estar entre 1,62 y 3,6, que se pueden personalizar. El espesor de la capa de aluminio es generalmente de entre 20 y 100 nanómetros, que se puede ajustar de acuerdo con las diferentes necesidades de aplicación.

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 4 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 4 micras son las siguientes:

• Espesor del sustrato.4 μm es una de las especificaciones ultrafinas para la producción estable en masa de películas pet. El rango de espesor de la película aluminizada PET de tecnología avanzada de la Academia cubre entre 4,5 y 188 micras, y 4 micras están en el extremo inferior de este rango.
• 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. La película aluminizada PET puede bloquear eficazmente la humedad, el oxígeno y otros gases y prolongar la vida útil del producto.
• Reflectividad.La reflectividad de la superficie de aluminio puede alcanzar más del 85%, y algunos productos pueden alcanzar el 95%. La Alta reflectividad le hace tener un valor único en los campos del aislamiento térmico, la reflexión y la decoración.
• 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.
• Propiedades mecánicas.La resistencia a la tracción de la película aluminizada PET suele ser ≥ 170mpa, con una buena resistencia mecánica y resistencia, lo que hace que toda la estructura de la película sea muy estable.

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 4 micras, los ingenieros deben centrarse en las siguientes dimensiones:

• 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 el sustrato ultrafino de 4 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 4 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 4 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 4 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 significativamente más delgado que 6 micras, lo que trae una eficiencia de volumen real y beneficios de pérdida de peso para la colección compuesta 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.

Desde la ruta de proceso de recogida de fluidos compuestos de 50 a 80 nm de recubrimiento de semillas de aluminio en la superficie del sustrato de 4 micras hasta el sistema completo de productos y la capacidad de personalización de la tecnología avanzada de la Academia que cubre de 4,5 a 188 micras en el campo del recubrimiento de aluminio de película pet, detrás del número de espesor de 4 micras, hay un conjunto completo de sistemas de proceso, desde el control de tensión del sustrato, la gestión de la temperatura hasta la uniformidad y adhesión del recubrimiento. Para los ingenieros, entender por qué 4 micras en lugar de 2,3 micras o 6 micras - la respuesta a esta pregunta es precisamente el hito técnico entre las películas ultrafinas de aluminio PET de "chapado en energía" a "chapado de precisión".