铝塑膜冲坑后拉伸强度变化

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发布时间：

2023-10-13 00:00

铝塑膜是软包锂电池的关键封装材料，冲坑成型后拉伸强度会变化吗、怎么测？本文讲清铝塑膜的结构、冲坑后强度变化机理、测试方法、典型变化和注意事项。

48、铝塑膜冲坑后拉伸强度变化

01 铝塑膜概述

铝塑膜（APF）是软包锂电池关键封装材料，由尼龙（ON）、铝箔（Al）、聚丙烯（CPP）复合而成，典型结构ON/Al/CPP。需经冲坑（深冲成型）冲成凹坑容纳电芯，深度2—8mm。冲坑中铝塑膜塑性变形，铝箔层加工硬化和减薄，冲坑后拉伸强度变化是影响封装可靠性的关键指标。

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02 冲坑后拉伸强度变化机理

冲坑中各层发生不同塑性变形：铝箔层（核心承载层）：加工硬化使屈服强度提高但延伸率下降；圆角处减薄20—40%。强度变化方向：沿冲坑方向（MD）屈服和拉伸强度提高5—20%，但延伸率下降；圆角处减薄最严重，虽加工硬化但截面积减小，实际承载能力可能下降。冲坑越深变化越明显。若铝箔出现微裂纹或层间分离，强度显著下降（不合格）。

03 冲坑后拉伸强度测试方法

可参考GB/T 1040或企业标准。试样制备：从冲坑后裁取，标注位置（坑底、圆角）和方向（MD/TD）；用长条试样（宽10—15mm，标距50—100mm）。测试条件：速度50—100mm/min；电子万能试验机+小力值传感器（100N—1kN）+气动平推夹具；用横梁位移或视频引伸计。计算：σ=Fmax/(b×h)，h为冲坑后实际厚度（必须测，特别是圆角）。需同时测未冲坑和冲坑后样，算变化率=(σ冲坑后-σ原始)/σ原始×100%。

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04 冲坑后拉伸强度典型变化

铝箔层：屈服强度提高10—30%，拉伸强度提高5—20%，延伸率下降20—50%；圆角减薄20—40%，实际承载可能下降。整体：坑底强度提高5—15%（加工硬化主导）；坑壁/圆角变化不确定，减薄严重则实际强度下降；若层间分离或铝箔裂纹，强度显著下降（>30%）不合格。

05 测试注意事项

取样位置：不同位置变形不同，需标注，通常关注坑底和圆角。试样方向：标注MD和TD，各向异性明显。厚度测量：冲坑后减薄，必须测实际厚度（特别是圆角），用原始厚度计算会偏差。试样平整：冲坑后有凹坑，裁取时尽量平整。夹持打滑：尼龙面光滑易打滑，需防滑夹具。层间分离：冲坑可能出现铝箔与CPP分离，分离后强度显著下降，需观察断口。铝箔裂纹：圆角处可能微裂纹致强度骤降。对比测试：必须同时测未冲坑和冲坑后样算变化率。

06 试验设备需要满足的要求

以广州鲲鹏仪器有限公司生产的BOYI 2025电子万能试验机为例，设备可用于铝塑膜冲坑后拉伸试验。试验力示值误差≤±0.3%，可选小力值传感器（10N—1kN）适合铝塑膜小力值；速度精度±0.1%，0.001—1000mm/min无级设定，可精确控制50—100mm/min。可配套防滑夹具和视频引伸计。大行程适合大伸长率。Smartest软件自动算拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率，可按取样位置（坑底/圆角）、方向（MD/TD）、冲坑深度分组统计，便于对比冲坑前后变化。

电子万能试验机38

结语

铝塑膜冲坑后拉伸强度会变化，核心是铝箔加工硬化（强度提高5—20%、延伸率下降20—50%）和圆角减薄（20—40%）综合作用。坑底强度通常提高5—15%，圆角实际承载可能下降，若层间分离或铝箔裂纹则强度显著下降（>30%）不合格。测试需从不同位置（坑底/圆角）和方向（MD/TD）裁样，测实际厚度，50—100mm/min速度，必须对比未冲坑原始样算变化率。配套小力值传感器、防滑夹具、视频引伸计、大行程、速度可控、软件自动算指标并按位置方向分组的万能试验机，有助于提高铝塑膜冲坑后拉伸测试精度。