锂电池结构件产业链详解

动力电池紧密结构件，广义来说包括电芯顶盖、钢/铝外壳、正负极软毗连、电池软毗连排等，狭义来说主要包括电芯壳体和顶盖，对锂电池的平安性、密闭性、能源使用效率等都具有直接影响。依照电池封装技术线路的分歧，主要有方形、圆柱、软包三种外形，对应的结构件别离为方形结构件、圆柱结构件和铝塑膜。

整体来看，圆柱和方形统称为硬壳，封装结构较为相似，均由壳体和盖板组成。软包电池封装较为特殊，由铝塑膜组成。

图为锂电池结构件产业链图解

工艺端：紧密制造

盖板的主要生产工艺包括冲压、焊接、注塑等，壳体的生产工艺主要是冲压、拉 伸。铝塑膜的主要生产工艺包括紧密涂布、贴合等。

图为动力及储能锂电池外壳、盖板生产流程

图为铝塑膜流程

对结构件的需求来自于电池封装。今朝，主流的电池封装技术主要有方形电池、圆形电池以及软包电池三类。动力电池的平安性和使用寿命都受其封装工艺的影响，分歧的封装技术都具有分歧的技术壁垒。封装工艺设计除需满足耐撞击振动和挤压穿刺的物理冲击外，也需满足防火阻燃等化学性能要求。

图为分歧封装技术电池结构

硬壳结构件：盖帽是关键，防爆片铝材有待降本

硬壳结构件包括圆柱和方形结构件，通常由壳体和盖板组成。其中，盖板的制造工艺复杂度通常远高于壳体。

盖板

盖板的主要功能包括：

1）固定/密封功能：顶盖与铝壳激光焊接，包裹固定裸电芯并实现密封作用；

2）电流导通功能（极柱）：在电池中，顶盖极柱、转接片和电芯极耳焊接导通，保证电芯充放电电流导通的功能；在模组中，顶盖极柱与汇流排激光焊接、螺栓毗连，形成串/并联；

3）泄压功能（防爆片）：当电池出现异常，内部气压增大至一定值，顶盖防爆阀将开启进行泄压，下降爆炸风险；

4）熔断庇护功能（翻转片）：当电池出现异常，内部气压增大至一定值，顶盖翻转片向上顶起，与负极铆接块接触，使顶盖正负极直接短路，同时铝毗连片Fuse熔断，快速切断电流；

5）下降电腐蚀：正极上塑胶采用导电PPS，保证正极柱与顶盖板间有一定阻值，下降正极柱与铝壳间的电位差，避免顶盖板/铝壳电腐蚀，进而进步产物质量和使用寿命

盖板中重要部件主要有：

1）防爆片：一般磷酸铁锂体系电池顶盖采用单个防爆阀设计，防爆阀开启压力一般为0.4～0.8MPa。当内部压强增大并跨越防爆阀的开启压力时，防爆阀将从刻痕处破裂并开启进行泄压；

2）翻转片：三元体系电池除了采用防爆阀外，还会叠加SSD翻转片组合设计形式，防爆阀开启压力和SSD翻转压力一般别离为0.75～1.05MPa、0.45～0.5MPa。当电池内部压强增大至SSD 翻转压力时，翻转片向上顶起，快速切断电流；

3）极柱：主要是起到电流导通作用。通常正极采用铝极柱，负极采用铜铝复合极柱。

壳体

壳体的制造相对简单，主要采用持续拉伸工艺。由于盖板集成部件较多，工艺较为复杂，且在实际作用时，防爆阀开启后电解液轻易飞溅至盖板接线造成二次事故，因此出现了将防爆阀转移至壳体的现象。

铝塑膜：国产替换进行时

与圆柱、方形电池的硬壳分歧，软包电池采用铝塑膜封装。铝塑膜由铝箔、多种塑料和粘合剂（包括粘接性树脂）组成，依照制作工艺区分，主要有干法和热法两种。相比热法铝塑膜，干法铝塑膜加倍适用于大倍率、高能量动力电池，应用加倍普遍。

由于与电池的内部材料直接连在一起，所以电解液会浸润到铝塑膜的内层，故要求其具有以下性能：

1）极高的阻隔性；2）杰出的热封性能；3）内层材料耐电解液及强酸，不与电解液反应；4）杰出的延展性、柔韧性和机械强度。

在结构上，铝塑膜为一种三层膜的复合材料，主要由尼龙层（ON）、铝箔层（AL）、流延或未拉伸聚丙烯层（CPP）相互粘合后组成。按照铝塑膜厚度的分歧，可分为88μm、113μm、152μm，其中厚度152μm的铝塑膜适用于动力电池，而更薄的88μm和113μm适用于3C范畴。

图为铝塑膜结构示意图

在本钱上，铝塑膜占到整只电芯的18%，仅次于正极（30%）和电解液（25%），属于占比力大的一种成份。在铝塑膜自己的组成中，铝箔的本钱占到65%。在铝塑膜的原材料中，铝箔是焦点材料，厚度5-9μm，国内产能较丰富，领先的压延铝箔企业包括华西铝业、渤海铝业、河南神马等，但国内产物在性能方面不及国际产物，主要供给中低端3C消费电子范畴。CPP（流延聚丙烯薄膜）主要起到封口作用，国内生产企业主要有佛塑科技、广东仕诚、佛山俊嘉等，但产物主要用于低端3C消费电子范畴。BOPA（双向拉伸尼龙薄膜）位于最外层，主要起到庇护作用。国内厂家主要有沧州明珠、佛塑科技、厦门长塑等，但主要应用范畴为3C消费电子范畴。综上，国内原材料主要应用于3C消费电子范畴，在软包动力电池范畴所需原材料仍依靠进口。

图为铝塑膜产业链示意图