Revêtement PET aluminisé de 4 μm: lorsque le substrat est mince à 4 microns – point d’équilibre technique du condensateur avec le collecteur de fluide Composite

Parmi les options de revêtement en aluminium PET ultra - mince, les ingénieurs sont confrontés à un choix apparemment simple: Pourquoi ne pas opter directement pour un substrat de 2,3 μm ou même plus mince, alors que l’objectif est « plus mince et plus léger»?

La réponse se cache à l'intersection de la précision du processus et de la fiabilité de l'ingénierie. Le substrat pet de 2,3 μm s’est rapproché de la limite physique du film indépendant – la capacité thermique du film est extrêmement faible pendant le processus de vaporisation sous vide, de petites fluctuations d’élévation de température peuvent entraîner une contraction ou même une fusion; La fenêtre de tension d'enroulement est extrêmement étroite et une légère déviation de tension peut provoquer un pli ou une déformation en traction. Les données de l'industrie montrent que les épaisseurs de substrats PET ultra - minces qui peuvent être utilisés pour stabiliser la métallisation sont généralement supérieures à 4 μm.

II. Logique de « Rendement volumétrique» du condensateur: comment 4μm augmente la densité de capacité

Dans un condensateur à couche mince métallisé, le film PET agit comme un diélectrique et son épaisseur détermine directement l'efficacité volumique du condensateur. La capacité d'un condensateur est inversement proportionnelle à l'épaisseur du diélectrique - plus le film est mince, plus la capacité dans le même volume est grande. Condensateurs à couches minces milieu usuel l'épaisseur du film mince est généralement de 1 à 20 µm, plus le film mince est mince, plus la densité de capacité est élevée.

4μm est à un point critique d'équilibre entre l'efficacité volumétrique élevée et la faisabilité du processus. Les condensateurs dont le PET est le diélectrique sont connus sous le nom de condensateurs mylar, ont une constante diélectrique d'environ 3,0 à 3,2, une densité de capacité supérieure à celle des condensateurs en polypropylène et une plage de température de fonctionnement allant de - 40°C à 125°C. Les électrodes métallisées ont une épaisseur de seulement 50 à 100 nm, ce qui réduit à la fois la résistance de contact et une certaine capacité d'auto - cicatrisation. Lorsque le diélectrique est localement claqué, la couche métallique extrêmement mince s'évapore rapidement autour du point de claquage, permettant au condensateur de reprendre son fonctionnement normal.

Iii. La « logique de réduction de poids» du fluide collecteur Composite: comment le film de base de 4 μm augmente la densité d'énergie de la batterie

L'application d'un revêtement PET aluminisé de 4 μm dans le domaine des collecteurs de fluides composites pour batteries au lithium est l'une des orientations technologiques les plus suivies ces dernières années.

Le collecteur de fluide Composite adopte une structure sandwich de « couche conductrice métallique - couche de support en matériau macromoléculaire - couche conductrice métallique ». La feuille d'aluminium composite utilise principalement le processus de revêtement sous vide, par évaporateur d'abord plaqué 8 à 15 nm d'alumine métallique, puis épaissir la couche d'aluminium d'environ 1 µm, compte tenu de l'adhérence des ions aluminium, le film de base de la feuille d'aluminium composite est principalement en matériau pet. Dans la pratique industrielle, on réalise une couche métallique de 50 à 80 nm par Pulvérisation magnétron et par vaporisation sous vide à la surface d'un film plastique de 4 µm d'épaisseur, puis on réalise une feuille métallique composite d'épaisseur totale de 6 à 8 µm par épaississement de la couche métallique à 1 µm par électrodéposition à l'eau au lieu d'un collecteur de fluide classique de 4 à 13 µm.

La densité du substrat PET n'est que d'environ 1 / 2,7 de celle de l'aluminium. Le remplacement d'une partie de la couche d'aluminium par du pet de 4 µm permet de réduire considérablement la densité surfacique du fluide collecteur. Dans la tendance à l'amincissement léger, la feuille d'aluminium composite PET peut faire moins de 8 μm d'épaisseur de collecteur de fluide, joue un rôle important dans la légèreté de la batterie de puissance.

Iv. Placage à la vapeur sous vide: un défi technique de base sur un substrat de 4 μm

La préparation de la couche d'aluminium du film d'aluminisation pet de 4 μm est réalisée par un procédé de vaporisation sous vide. Le placage à la vapeur sous vide consiste à placer le film de bobine dans une chambre sous vide, lorsque le vide atteint plus de 4 × 10 ⁻⁴ mbar, chauffer le bateau d'évaporation à 1300 à 1400 ° C, puis envoyer en continu le fil d'aluminium de pureté 99,9% au bateau d'évaporation pour évaporation, la vapeur d'aluminium est déposée par condensation à la surface du film PET pour former le revêtement.

Le placage à la vapeur sous vide sur des substrats ultra - minces de 4 µm est confronté à une série de défis techniques bien plus exigeants que les substrats d'épaisseur conventionnelle:

V. épaisseur de la couche d'aluminium: plage de performance de od 0,1 à od 1,0

Sur la base d'un substrat pet de 4 μm, des produits de revêtement aluminisé de différentes épaisseurs de couche d'aluminium peuvent être préparés par un contrôle précis des paramètres du processus de placage à la vapeur. L'épaisseur de la couche d'aluminium est généralement caractérisée par la densité optique (OD), une valeur od plus élevée représentant une couche d'aluminium plus épaisse et moins transmissible à la lumière. Les données de l'industrie montrent que les films PET métallisés ont généralement une valeur od comprise entre 1,62 et 3,6 et peuvent être personnalisés. L'épaisseur de la couche d'aluminium est généralement comprise entre 20 et 100 nanomètres et peut être adaptée aux différents besoins de l'application.

Différentes épaisseurs correspondent à différentes performances Focus:

Lors de la sélection du type, l'Ingénieur doit effectuer un compromis complet en fonction de la densité Capacitive, de la flexibilité et des exigences de barrière: plus la valeur od est faible, meilleure est la flexibilité du film, meilleure est l'adaptabilité au bobinage; Plus la valeur od est élevée, plus la conductivité et la barrière sont fortes. Pour les applications de condensateur, l'épaisseur de la couche d'aluminium doit être équilibrée avec la tension de fonctionnement et les caractéristiques d'auto - cicatrisation; Pour les applications de collecteur de fluide composite, il est nécessaire de s'assurer que la résistance de surface de la couche d'aluminium répond aux exigences de conductivité.

Vi. Performance clé: limites techniques de la spécification 4μm

SynthèseTechnologie avancéeEt les informations publiques de l'industrie, les caractéristiques de performance clés du revêtement en aluminium pet de 4 μm sont les suivantes:

• épaisseur du substrat.4 μm est l'une des spécifications ultra - minces que le film PET peut produire en masse de manière stable. La gamme d'épaisseur du revêtement en aluminium pet de Advanced House Technology couvre de 4,5 à 188 μm, 4 μm étant à la limite inférieure de cette gamme.
• Propriétés diélectriques.La constante diélectrique du film pet est de l'ordre de 3,0 à 3,8 à la fréquence de 1 MHz et les pertes diélectriques sont inférieures à 0008. Le PET a une constante diélectrique élevée et une résistance au claquage, il fonctionne de manière stable dans une plage de température allant jusqu'à 125 ° C et possède d'excellentes propriétés d'auto - cicatrisation.
• Propriétés de blocage.La présence d'une couche d'aluminium réduit la perméabilité du film PET à l'oxygène et à la vapeur d'eau de plus de 99%. Avec une transmission UV contrôlée à moins de 5%, le film PET aluminisé réfléchit efficacement les rayons UV et infrarouges. Le revêtement en aluminium pet est capable de bloquer efficacement l'humidité, l'oxygène et d'autres gaz, prolongeant ainsi la durée de conservation du produit.
• Réflectivité.La réflectivité de la face en aluminium peut atteindre plus de 85% et certains produits jusqu'à 95%. La réflectivité élevée lui confère une valeur unique dans les domaines de l'isolation thermique, de la réflexion, de la décoration, etc.
• Résistance à la température.La limite supérieure de température de fonctionnement du film pet est de 125°C. La résistance à la température reste pratiquement inchangée après aluminisation.
• Propriétés mécaniques.La résistance à la traction du revêtement en aluminium pet est généralement ≥ 170 MPa, avec une bonne résistance mécanique et ténacité, ce qui rend toute la structure du film très stable.

Vii. Scénarios d'application de base: du condensateur au collecteur de fluide Composite

Considérations de choix: de la valeur od à l'adaptation du traitement

Les ingénieurs doivent se concentrer sur les dimensions suivantes lorsqu'ils choisissent un revêtement en aluminium pet de 4 μm:

• Choix de l'épaisseur de la couche d'aluminium (valeur OD).Plus la valeur od est élevée, plus la barrière et la conductivité sont fortes, mais la flexibilité diminue. Les applications de condensateur doivent choisir la valeur od appropriée en fonction de la classe de tension et de la demande de capacité; Les applications de collecteur de fluide Composite doivent s'assurer que la résistance de surface répond aux exigences de conductivité.
• Densité des trous d'épingle.Pour les substrats ultra - minces de 4 μm, le contrôle des trous d'épingle est un indicateur central de la qualité du produit. Les condensateurs haut de gamme et les applications de collecteur de fluide Composite ont des exigences strictes en matière de densité de trou d'épingle.
• Adaptabilité au bobinage.Le film de 4μm est très exigeant pour le contrôle de processus pendant le processus d'enroulement. Lors de l'option, il est nécessaire d'évaluer l'adaptation du matériau aux équipements d'enroulement existants, les paramètres de tension et la vitesse d'enroulement doivent être adaptés avec précision en fonction de l'épaisseur.
• Température de fonctionnement.La température d'utilisation à long terme des substrats en PET est de 125 °C. Les applications au - delà de cette plage de température nécessitent la prise en compte de substrats plus résistants à la température, tels que le pen ou le pi.
• Précision de traitement.Le film de 4μm a des exigences élevées en termes de précision de processus pour le placage à la vapeur ultérieur, le refendage, etc. La technologie avancée de l'Académie prend en charge l'ajustement flexible de l'épaisseur de la couche d'aluminium, la fonctionnalisation du substrat en PET, et peut être adaptée aux besoins du client en fonction de la résistance carrée, de l'épaisseur et de la largeur et d'autres spécifications.

Ix. Conclusion

L'essence du revêtement en aluminium pet de 4 μm est le produit de trouver un équilibre technique entre les limites physiques du film PET et la faisabilité de la production en série. Il est significativement plus mince que 6µm, apportant une efficacité volumique et des gains de perte de poids réels pour les condensateurs à couche mince métallisés et les collecteurs composites de batteries au lithium; Dans le même temps, il conserve à son tour une marge de processus suffisante pour permettre à la cuisson sous vide roll - to - roll de fonctionner de manière stable dans une plage de bon taux acceptable.

De la surface du substrat de 4 μm 50 à 80 nm couche de germe d'aluminium avec épaississement galvanique à l'eau pour le processus de collecte de fluide composite, au système de produit complet et à la capacité de personnalisation de la technologie de pointe couvrant 4,5 à 188 μm dans le domaine de l'aluminisation de film PET - derrière Ce chiffre d'épaisseur de 4 μm se cache un système de processus complet allant du contrôle de la tension du substrat, de la gestion de la température à l'uniformité du revêtement et à la garantie de l'adhérence. Pour les ingénieurs, comprendre pourquoi 4 μm plutôt que 2,3 μm ou 6 μm – la réponse à cette question est précisément le point de basculement technologique du revêtement d’aluminium PET ultra - mince du « plaquage énergétique» au « plaquage de précision».