CN109522582A - 一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，所述最优参数组合的获取方法包括：确定铝塑膜热封效果的影响因素和评价指标；确定各影响因素的有效数值范围，并从各有效数值范围内分别选取数量相同的水平值；基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案；基于正交试验方案中的各组参数组合，分别对不同铝塑膜进行热封处理，并对热封处理后的所述铝塑膜进行热封效果测试；其中，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同；及对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。通过本发明所述最优参数组合的获取方法，解决了现有采用单因素对比分析法获取最优参数组合时，存在步骤繁琐的问题。

Description

一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池用铝塑膜制造技术领域，特别是涉及一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法。

背景技术

铝塑膜软包装是锂电池的一种重要包装方式，相对铝壳、钢壳及圆柱包装，铝塑膜软包装具有安全性能好、能量密度高、内阻小、设计灵活等优势。影响铝塑膜软包装性能的影响因素有很多，如热封效果。如果铝塑膜软包装的封装不好，就会产生漏电解液的情况，此种情况不仅会腐蚀铝塑膜软包装的材料，还会使锂电池的充放电性能下降，从而影响锂电池的使用寿命，更会带来一定的危险性。

铝塑膜的热封效果与很多因素有关，如热封温度、热封压力、热封时间等；而为了保证铝塑膜的热封效果，必须得到涉及热封温度、热封压力和热封时间的最优参数组合。现有一般是采用单因素对比分析法来探索热封温度、热封压力和热封时间对热封效果的影响，但此种方法存在步骤繁琐的问题。

鉴于此，有必要设计一种新的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法用以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，用以解决现有采用单因素对比分析法获取最优参数组合时，存在步骤繁琐的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，所述最优参数组合的获取方法包括：

确定所述铝塑膜热封效果的影响因素和评价指标；

确定各所述影响因素的有效数值范围，并从各所述有效数值范围内分别选取数量相同的水平值；

基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案；

基于正交试验方案中的各组参数组合，分别对不同铝塑膜进行热封处理，并对热封处理后的所述铝塑膜进行热封效果测试；其中，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同；及

对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。

可选地，所述影响因素包括：热封温度、热封压力和热封时间，所述评价指标包括：封装强度。

可选地，所述热封温度的有效数值范围为185℃～205℃，所述热封压力的有效数值范围为0.3MPa～0.5MPa，所述热封时间的有效数值范围为2s～4s。

可选地，选取所述水平值的数量与正交试验的精度呈正相关。

可选地，所述热封温度的水平值包括：185℃、195℃和205℃，所述热封压力的水平值包括：0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa，所述热封时间的水平值包括：2s、3s和4s。

可选地，基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案的具体方法包括：

基于所述影响因素和所述水平值，确定正交表及其表头；及

基于正交试验法，将各所述影响因素中的各所述水平值进行参数组合，以获取正交试验方案。

可选地，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同，由内至外依次包括：聚丙烯层、内层粘结层、铝箔层、外层粘结层和尼龙层，其中，所述尼龙层通过外层粘结层干式复合至所述铝箔层的外表面，所述聚丙烯层通过内层粘结层干式复合至所述铝箔层的内表面。

可选地，对热封处理后的各所述铝塑膜进行热封效果测试的具体方法包括：通过双臂拉力试验机对热封处理后的各所述铝塑膜进行封装强度测试。

可选地，在通过双臂拉力试验机对热封处理后的各所述铝塑膜进行封装强度测试之后，还包括：进行目视检测的步骤。

可选地，对热封测试结果进行数据分析的具体方法包括：采用极差分析法对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。

可选地，采用极差分析法对热封测试结果进行数据分析的具体方法包括：

基于所述热封测试结果，分别计算各所述影响因素中不同水平值的试验指标和，以判断各所述影响因素的最优水平值，从而获取最优参数组合；及

基于各所述影响因素的试验指标和，计算各所述影响因素的极差，以判断各所述影响因素的主次顺序。

如上所述，本发明的一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，具有以下有益效果：本发明通过正交试验法和极差分析法获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合，不仅大大简化了试验步骤，避免了很大的试验浪费，而且更具有操作简便、结果精确、效率高的优点。

附图说明

图1显示为本发明所述最优参数组合获取方法的流程图。

图2显示为本发明所述正交表的示意图。

图3显示为本发明所述表头的示意图。

图4显示为本发明所述正交试验方案的示意图。

图5显示为本发明正交试验结果分析的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提供一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，所述最优参数组合的获取方法包括：

1)确定所述铝塑膜热封效果的影响因素和评价指标；可选地，在本实施例中，所述影响因素包括：热封温度、热封压力和热封时间；所述评价指标包括：封装强度，所述封装强度用来衡量所述铝塑膜的热封效果，即所述封装强度越大，所述铝塑膜的热封效果越好；所述封装强度越小，所述铝塑膜的热封效果越差。

2)确定各所述影响因素的有效数值范围，并从各所述有效数值范围内分别选取数量相同的水平值。

作为示例，可根据以往试验数据和参考文献，来确定各所述影响因素的有效数值范围。可选地，在本实施例中，所述热封温度的有效数值范围为185℃～205℃，所述热封压力的有效数值范围为0.3MPa～0.5MPa，所述热封时间的有效数值范围为2s～4s。

作为示例，选取所述水平值的数量与正交试验的精度呈正相关，即选取所述水平值的数量越多，正交试验的精度越高；选取所述水平值的数量越少，正交试验的精度越低。需要注意的是，虽然选取所述水平值的数量越多，正交试验的精度越高，但后续的试验次数也越多；故在进行水平值选取数量的设计时，需要综合考虑试验精度和试验次数，以得到一个合理的水平值选取数量；而且在选取所述水平值的过程中，应尽量确保各所述水平值均匀分布。可选地，在本实施例中，针对热封温度、热封压力和热封时间分别选取三个水平值；其中，所述热封温度的水平值包括：185℃、195℃和205℃，所述热封压力的水平值包括：0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa，所述热封时间的水平值包括：2s、3s和4s。

3)基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案。

作为示例，基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案的具体方法包括：

3.1)基于所述影响因素和所述水平值，确定正交表及其表头。

具体的，所述正交表为L_n(t^c)，其中，L表示为正交设计，n表示为试验次数，t表示为水平值的数量，c表示为列数。可选地，由于本实施例所述影响因素包括热封温度、热封压力和热封时间，且所述热封温度的水平值包括：185℃、195℃和205℃，所述热封压力的水平值包括：0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa，所述热封时间的水平值包括：2s、3s和4s，故本实施例采用L₉(3⁴)的正交表，具体如图2所示；更由于正交表L₉(3⁴)的列数为4列，而本实施例所述影响因素的数量为3个，故本实施例所述表头中设计有一空列，具体如图3所示。

3.2)基于正交试验法，将各所述影响因素中的各所述水平值进行参数组合，以获取正交试验方案。

具体的，将各所述影响因素中的各所述水平值进行参数组合时，需保证每一列中不同水平值出现的次数相同，且任意两列中水平值的排列方式齐全而且均衡。可选地，本实施例所述正交试验方案如图4所示。需要注意的是，在本实施例所示9组正交试验方案中，热封温度的3个水平值下包括了热封压力和热封时间的3个水平值，虽然组合方式不同，但热封压力和热封时间处于同等地位，当比较热封温度的不同水平值时，热封压力的不同水平值的效应相互抵消，热封时间的不同水平值的效应也相互抵消，故热封温度的3个水平值之间具有综合可比性；同理，热封压力的3个水平值之间、热封时间的3个水平值之间也具有综合可比性。

4)基于正交试验方案中的各组参数组合，分别对不同铝塑膜进行热封处理，并对热封处理后的所述铝塑膜进行热封效果测试；其中，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同。

作为示例，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同，由内至外依次包括：聚丙烯层、内层粘结层、铝箔层、外层粘结层和尼龙层，其中，所述尼龙层通过外层粘结层干式复合至所述铝箔层的外表面，所述聚丙烯层通过内层粘结层干式复合至所述铝箔层的内表面。需要注意的是，由于所述铝塑膜中聚丙烯层的材质和所述铝塑膜的尺寸对其热封效果也是有影响的，故为了提高本实施例中最优参数组合的精度，需确保不同正交试验方案中的各所述铝塑膜的结构和尺寸均相同，此处所说结构相同是指所述铝塑膜的组成结构和材料均相同，此处所说的尺寸相同是指任意两个所述铝塑膜中同一层的长度、宽度和高度均相同。

作为示例，对热封处理后的各所述铝塑膜进行热封效果测试的具体方法包括：通过双臂拉力试验机对热封处理后的各所述铝塑膜进行封装强度测试。

作为示例，在通过双臂拉力试验机对热封处理后的各所述铝塑膜进行封装强度测试之后，还包括：进行目视检测的步骤。具体的，通过查看剥离胶面的破坏模式进行目视检测，即查看剥离胶面是否呈现均匀发白现象、剥离胶面宽度的样貌及所述铝塑膜是否出现层间分离现象(如剥离胶面呈现均匀发白现象、剥离胶面宽度的样貌较粗、所述铝塑膜未出现层间分离现象，则说明其热封效果好，否则说明其热封效果不好)。

具体的，本实施例分别采用不同的9组参数组合(185℃、0.3MPa、2s，185℃、0.4MPa、3s，185℃、0.5MPa、4s，195℃、0.4MPa、4s，195℃、0.5MPa、2s，195℃、0.3MPa、3s，205℃、0.5MPa、3s，205℃、0.3MPa、4s，205℃、0.4MPa、2s)对宽度为15mm的铝塑膜进行热封，并通过双臂拉力试验机对9组铝塑膜进行封装强度测试，测试结果具体如图5所示。对其进行目视检测的结果如下：1～6组所述铝塑膜剥离后，两个剥离胶面呈现均匀发白现象，但1～3组的剥离胶面宽度相对于4～6组较细，而7～9组所述铝塑膜的剥离胶面宽度呈现较粗的样貌，第9组所述铝塑膜的剥离胶面未呈现均匀发白现象，且出现层间分离现象。

5)对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。

作为示例，对热封测试结果进行数据分析的具体方法包括：采用极差分析法对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。

具体的，采用极差分析法对热封测试结果进行数据分析的具体方法包括：

5.1)基于所述热封测试结果，分别计算各所述影响因素中不同水平值的试验指标和，以判断各所述影响因素的最优水平值，从而获取最优参数组合；及

5.2)基于各所述影响因素的试验指标和，计算各所述影响因素的极差，以判断各所述影响因素的主次顺序。

其中，各所述影响因素中不同水平值的所述试验指标和K等于同一影响因素中同一水平值所对应的封装强度之和，用以从同一影响因素中的不同水平值中选取最优水平值，从而获取最优参数组合，如同一影响因素中试验指标和最大的水平值，为最优水平值，将各所述影响因素的最优水平值进行组合，即可得到最优参数组合。

其中，各所述影响因素的极差R等于同一影响因素中试验指标的最大值与最小值之差，用以判断各所述影响因素的主次顺序，如极差越大，说明其对应的影响因素对封装强度的影响越大。

可选地，通过对本实施例所述9组正交试验方案进行热封测试，并计算试验指标和及极差，结果如图5所示；可见，本实施例中，热封温度中3个水平值的试验指标和：K2＞K3＞K1；热封压力中3个水平值的试验指标和：K2＞K1＞K3；热封时间中3个水平值的试验指标和：K3＞K2＞K1，故热封温度的最优水平值为195℃，热封压力的最优水平值为0.4MPa，热封时间的最优水平值为4s，从而得到最优参数组合(195℃、0.4MPa、4s)。通过对各所述影响因素的极差进行比较，得到R(热封温度)＞R(热封时间)＞R(热封压力)≥R(空列)，即表明热封温度对所述铝塑膜的封装强度影响最大，热封时间次之，热封压力对所述铝塑膜的封装强度影响最小。

为了进一步验证本实施例得到的所述最优参数组合的可靠性，还可进行验证比较，具体包括：采用两组参数组合(195℃、0.5MPa、4s，205℃、0.5MPa、4s)对宽度为15mm的铝塑膜进行热封，并通过双臂拉力试验机对2组铝塑膜进行封装强度测试，其封装强度分别为102N/15mm和96N/15mm，小于本实施例得到的最优参数组合的封装强度；并且通过分别对两组验证试验的铝塑膜进行目视检测，发现两组验证试验中剥离胶面均未呈现均匀发白现象；由此可见，通过本实施例得到的所述最优参数组合的精度度和可靠性都较高。

综上所述，本发明的一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，具有以下有益效果：本发明通过正交试验法和极差分析法获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合，不仅大大简化了试验步骤，避免了很大的试验浪费，而且更具有操作简便、结果精确、效率高的优点。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，所述最优参数组合的获取方法包括：

确定所述铝塑膜热封效果的影响因素和评价指标；

确定各所述影响因素的有效数值范围，并从各所述有效数值范围内分别选取数量相同的水平值；

基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案；

基于正交试验方案中的各组参数组合，分别对不同铝塑膜进行热封处理，并对热封处理后的所述铝塑膜进行热封效果测试；其中，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同；及

对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。

2.根据权利要求1所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，所述影响因素包括：热封温度、热封压力和热封时间，所述评价指标包括：封装强度。

3.根据权利要求2所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，所述热封温度的有效数值范围为185℃～205℃，所述热封压力的有效数值范围为0.3MPa～0.5MPa，所述热封时间的有效数值范围为2s～4s。

4.根据权利要求3所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，选取所述水平值的数量与正交试验的精度呈正相关。

5.根据权利要求4所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，所述热封温度的水平值包括：185℃、195℃和205℃，所述热封压力的水平值包括：0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa，所述热封时间的水平值包括：2s、3s和4s。

6.根据权利要求1所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，基于所述影响因素和所述水平值，通过正交试验法获取正交试验方案的具体方法包括：

基于所述影响因素和所述水平值，确定正交表及其表头；及

基于正交试验法，将各所述影响因素中的各所述水平值进行参数组合，以获取正交试验方案。

7.根据权利要求1所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，不同所述铝塑膜的结构、尺寸相同，由内至外依次包括：聚丙烯层、内层粘结层、铝箔层、外层粘结层和尼龙层，其中，所述尼龙层通过外层粘结层干式复合至所述铝箔层的外表面，所述聚丙烯层通过内层粘结层干式复合至所述铝箔层的内表面。

8.根据权利要求1所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，对热封处理后的各所述铝塑膜进行热封效果测试的具体方法包括：通过双臂拉力试验机对热封处理后的各所述铝塑膜进行封装强度测试。

9.根据权利要求8所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，在通过双臂拉力试验机对热封处理后的各所述铝塑膜进行封装强度测试之后，还包括：进行目视检测的步骤。

10.根据权利要求1所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，对热封测试结果进行数据分析的具体方法包括：采用极差分析法对热封测试结果进行数据分析，以获取铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合。

11.根据权利要求10所述的铝塑膜热封效果影响因素的最优参数组合的获取方法，其特征在于，采用极差分析法对热封测试结果进行数据分析的具体方法包括：

基于所述热封测试结果，分别计算各所述影响因素中不同水平值的试验指标和，以判断各所述影响因素的最优水平值，从而获取最优参数组合；及

基于各所述影响因素的试验指标和，计算各所述影响因素的极差，以判断各所述影响因素的主次顺序。