CN103579538A - 包装封印结构及其制备方法及软包装电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种包装封印结构及其制备方法及软包装电池。所述包装封印结构包括被热封在一起的两层包装膜，各层包装膜包括：绝缘保护层，位于外侧；热封层，位于内侧；以及核心金属层，位于绝缘保护层和热封层之间；其中，在各层包装膜中，核心金属层通过腐蚀而收缩于绝缘保护层和热封层内。基于本发明，能提高包装封印结构边缘的绝缘效果，防止与外界短路；能简单有效地适于大规模生产；在应用于软包装电池时能提高电芯的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及包装领域，尤其涉及一种包装封印结构及其制备方法及软包装电池。
背景技术
现在大多移动消费电子都设置有内置电源，这些移动消费电子的内置电源通常采用软包装锂离子电池。
图1是目前常用的软包装锂离子电池的包装封印结构。软包装锂离子电池的电芯5的包装封印结构1的各包装膜11通常由多层材料组成，包括绝缘保护层111，位于外侧；热封层112，位于内侧；以及核心金属层113，位于绝缘保护层111和热封层112之间。包装封印结构1经热封装切边后，各包装膜11的绝缘保护层111、热封层112、以及核心金属层113的长度一样（即边部齐平），核心金属层113会裸露出，导致与外界短路。为了防止核心金属层113与外界短路，如图1所示，使用U型胶3将封印结构端面4暴露的核心金属层113隐藏起来。此种结构折边后会增加电池的宽度，降低能量密度，同样其工艺设备要求精度高，导致制造成本昂贵。
图2是2013年1月2日公布的中国专利申请公开号CN102848646A公开的包装封印结构，其中，在包装封印结构1设计的时候，设计成绝缘保护层111的长度长于边部齐平的核心金属层113和热封层112，因此热封装后热封层112和核心金属层113缩进绝缘保护层111内。然而在实际生产中往往需要对整卷的包装袋（形成有所需数量的包装封印结构）裁切成所需要的大小，因此这样逐一的设计不适合工业大规模生产。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种包装封印结构及其制备方法及软包装电池，其能提高包装封印结构边缘的绝缘效果，防止与外界短路。
本发明的再一目的在于提供一种包装封印结构及其制备方法及软包装电池，其在应用于软包装电池时能提高电芯的能量密度。
本发明的还一目的在于提供一种包装封印结构及其制备方法及软包装电池，其能简单有效地适于大规模生产。
为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种包装封印结构，其包括被热封在一起的两层包装膜，各层包装膜包括：绝缘保护层，位于外侧；热封层，位于内侧；以及核心金属层，位于绝缘保护层和热封层之间；其中，在各层包装膜中，核心金属层通过腐蚀而收缩于绝缘保护层和热封层内。
为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种包装封印结构的制备方法，用于制备根据本发明第一方面所述的包装封印结构，其包括步骤：提供待处理的包装封印结构，待处理的包装封印结构包括被热封在一起的两层包装膜，各层包装膜包括位于外侧的绝缘保护层、位于内侧的热封层、以及位于绝缘保护层和热封层之间的核心金属层，所述两层包装膜中的绝缘保护层、核心金属层以及热封层的端面处于同一平面；将所述两层包装膜的绝缘保护层、核心金属层以及热封层的端面置于腐蚀液中，以使各层包装膜的核心金属层发生腐蚀反应而收缩于该层包装膜的绝缘保护层和热封层内；以及清洗粘附于所述两层包装膜的绝缘保护层、核心金属层以及热封层的腐蚀液，得到成品包装封印结构。
为了实现上述目的，在第三方面，本发明提供了一种软包装电池，其具有根据本发明第一方面所述的包装封印结构，包装封印结构内容纳有电芯。
本发明的有益效果如下：
通过利用腐蚀液对包装膜内的核心金属层进行腐蚀工艺处理，使核心金属层收缩于绝缘保护层和热封层内，提高了包装封印结构边缘的绝缘效果；可直接利用现有的包装膜的结构和裁切工艺，简单、有效地提高了包装封印结构边缘的绝缘效果，防止与外界短路；同时适于大规模生产并降低成本；在应用于软包装电池时可提高电芯能量密度。
附图说明
图1为现有的一软包装电池的包装封印结构的平面示意图；
图2为现有的另一软包装电池的包装封印结构的平面示意图；
图3为根据本发明的包装封印结构中的两层包装膜切边前的立体示意图；
图4为图3的圆圈部分的放大图；
图5为图3的包装封印结构中的两层包装膜切边时的平面示意图；
图6为图5的圆圈部分的放大图；
图7为图5的包装封印结构中的两层包装膜切边后（即腐蚀前）的平面示意图；
图8为图7的圆圈部分的放大图；
图9为图7的包装封印结构中的两层包装膜腐蚀处理后的平面示意图；
图10为图9的圆圈部分的放大图；以及
图11为图9的包装封印结构二次热封后的平面示意图。
其中，附图标记说明如下：
1包装封印结构 T厚度
11包装膜 2滚轮切刀
111绝缘保护层 3U型胶
112热封层 4封印结构端面
113核心金属层 5电芯
L长度
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的包装封印结构及其制备方法及软包装电池。
首先说明根据本发明第一方面的包装封印结构。
参照图9和图10，根据本发明第一方面的包装封印结构1包括被热封在一起的两层包装膜11，各层包装膜11包括：绝缘保护层111，位于外侧；热封层112，位于内侧；以及核心金属层113，位于绝缘保护层111和热封层112之间；其中，在各层包装膜11中，核心金属层113通过腐蚀而收缩于绝缘保护层111和热封层112内。值得注意的是，在图9中，为了便于说明和对比，仅示出包装封印结构1的一侧边缘处的核心金属层113通过腐蚀而收缩于绝缘保护层111和热封层112内。
核心金属层113通过腐蚀而收缩于绝缘保护层111和热封层112内，可简单有效地提高包装封印结构边缘的绝缘效果，防止与外界短路；此外不需要进行贴胶工艺也不需要折边，也不需要CN102848646A那样进行特殊的设计，从而适于大规模生产并降低成本。
在根据本发明第一方面的包装封印结构1的一实施例中，参照图9和图10，绝缘保护层111与热封层112的长度相同；换句话说，绝缘保护层111与热封层112的边缘对齐。在这种情况下，可以直接利用现有的包装膜和裁切工艺，从而工艺简单，并有效地控制成本。另一实施例中，绝缘保护层111与热封层112的长度不相同；换句话说，绝缘保护层111与热封层112的边缘不对齐。
在根据本发明第一方面的包装封印结构1的一实施例中，参照图10，所述包装封印结构1的厚度为T，核心金属层113收缩于绝缘保护层111和热封层112内的长度为L，则0.05T≤L≤30T，优选地，0.1T≤L≤10T。
在一实施例中，绝缘保护层111材料可为绝缘纤维、塑料、橡胶中的一种，优选为绝缘纤维。
在一实施例中，核心金属层113材料可为镁、铝、铁、铜及合金中的一种，优选为铝。
在一实施例中，热封层112材料可为聚丙烯。
在根据本发明第一方面的包装封印结构1的一实施例中，参照图11，绝缘保护层111与热封层112的超出核心金属层113的部分被热封在一起，以将核心金属层113完全包住。具体地，所述两层包装膜11的热封层112的超出核心金属层113的部分在热封时可热融合并溢到相应核心金属层113的端面上，以将该相应核心金属层113完全包住；或者所述两层包装膜11的热封层112材料与相应的绝缘保护层111的超出核心金属层113的部分在热封时可热融合在一起，以将核心金属层113完全包住。
其次说明根据本发明第二方面的包装封印结构1的制备方法。
根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法用于制备根据本发明第一方面的包装封印结构1，其包括步骤：提供待处理的包装封印结构1，待处理的包装封印结构1包括被热封在一起的两层包装膜11，各层包装膜11包括位于外侧的绝缘保护层111、位于内侧的热封层112、以及位于绝缘保护层111和热封层112之间的核心金属层113所述两层包装膜11中的绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的端面处于同一平面（参照图7和图8）；将所述两层包装膜11的绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的端面置于腐蚀液中，以使各层包装膜11的核心金属层113发生腐蚀反应而收缩于该层包装膜11的绝缘保护层111和热封层112内（参照图9和图10）；以及清洗粘附于所述两层包装膜11的绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的腐蚀液，得到成品包装封印结构1。
在一实施例中，所述两层包装膜11中的绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的端面处于同一平面可以通过对待处理的包装封印结构1中的两层包装膜11切边（参照图5和图6）来实现。在另一实施例中，待处理的包装封印结构1无需切边，绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的端面本身就处于同一平面。在一实施例中，切边方法可为对开刀切边、滚刀切边或剪刀切边，参照图5和图6，其采用滚轮切刀2。
在根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法中，腐蚀液可为酸腐蚀液、碱腐蚀液、盐腐蚀液中的一种。酸腐蚀液可为盐酸、硫酸、硝酸、高猛酸、高氯酸、氢溴酸。碱腐蚀液可为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯。盐腐蚀液可为硫酸铜、硝酸铜。
在根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法中，腐蚀液的浓度可为0.01mol/L～50mol/L。优选地，腐蚀液浓度为0.1mol/L～20mol/L。
在根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法中，腐蚀反应的温度可为0℃～100℃。
在在根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法中，腐蚀反应的时间可为1秒至10小时。
在根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法中，清洗可为洗涤液清洗。洗涤液可为水、酒精、甲苯、二甲苯、丙酮中的至少一种。
在根据本发明第二方面的包装封印结构的制备方法中，还可包括步骤：将得到的成品包装封印结构1进行烘干，之后进行二次热封工序，以使绝缘保护层111与热封层112的超出核心金属层113的部分被热封在一起，从而将核心金属层113完全包住（参照图11）。具体地，所述两层包装膜11的热封层112的超出核心金属层113的部分在热封时可热融合并溢到相应核心金属层113的端面上，以将该相应核心金属层113完全包住；或者所述两层包装膜11的热封层112材料与相应的绝缘保护层111的超出核心金属层113的部分在热封时可热融合在一起，以将核心金属层113完全包住。
接下来说明根据本发明第三方面的软包装电池，其具有根据本发明第一方面的包装封印结构1，包装封印结构1内容纳有电芯5（参照图10-11）。通过采用根据本发明第一方面的包装封印结构1，可提高软包装电池的电芯5的能量密度。
最后以软包装电池为例给出根据本发明的包装封印结构的制备方法的实施例、对比例及测试结果。
实施例1
将封装后的软包装电池的封装有电芯5的包装封印结构1（参照图3和图4，其中绝缘保护层111为尼龙，核心金属层113为铝，热封层112为聚丙烯，包装封印结构1的厚度T为150μm）中的两层包装膜11切边（参照图5至图8），切边方式采用滚轮切刀2进行切边；
将切边后的所述两层包装膜11的绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的端面置于腐蚀液中以使各层包装膜11的核心金属层113发生腐蚀反应，腐蚀液为0.01mol/L的盐酸溶液，反应温度为25℃，反应时间为10小时（参照图9和图10）；
采用超声波洗涤清洗粘附于所述两层包装膜11的绝缘保护层111、核心金属层113以及热封层112的腐蚀液，洗涤液为水，清洗完成后得到成品包装封印结构1。
实施例2
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为10mol/L的盐酸溶液，反应时间为5秒。
实施例3
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为0.01mol/L的氢氧化钠，反应温度为100℃，反应时间为10小时。
实施例4
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，反应时间为10小时。
实施例5
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，反应时间为10分钟。
实施例6
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为5mol/L的氢氧化钠溶液，反应时间为10分钟。
实施例7
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为5mol/L的氢氧化钠溶液，反应温度为0℃，反应时间为10小时。
实施例8
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为5mol/L的氢氧化钠溶液，反应温度为100℃，反应时间为5秒。
实施例9
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为10mol/L的氢氧化钠溶液，反应时间为10分钟。
实施例10
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为20mol/L的氢氧化钠溶液，反应温度为100℃，反应时间为10分钟。
实施例11
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为0.01mol/L的硫酸铜溶液，反应温度为100℃，反应时间为10小时。
实施例12
除以下不同外，其余同实施例1。
与实施例1不同之处在于，
腐蚀反应的腐蚀液为5mol/L的硫酸铜溶液，反应时间为10分钟。
下面给出实施例1-12的测试过程及结果。
对实施例1-12中的核心金属层的收缩长度进行测量。测试过程如下：将包装封印结构放在生物切片机上制作截面样本，然后在电子显微镜下放大500倍测量。
表1给出实施例1-12的制备过程及测试结果。
表1实施例1-12的制备过程的相关参数及测试结果
由表1可以看出，实施例6的核心金属层的收缩长度L明显比实施例5和实施例9的长，说明腐蚀反应在温度相同的条件下腐蚀反应速度随着碱溶液的浓度增加呈现先增然后减小，所以碱溶液的浓度不宜过低，也不宜过高；实施例6的核心金属层的收缩长度L明显比实施例7的长，说明增加反应温度可以增加腐蚀反应速度；实施例4的核心金属层的收缩长度L明显比实施例5的长，说明腐蚀反应时间越长，核心金属层的收缩长度L越长。
Claims (10)
1.一种包装封印结构（1），包括被热封在一起的两层包装膜（11），各层包装膜（11）包括：
绝缘保护层（111），位于外侧；
热封层（112），位于内侧；以及
核心金属层（113），位于绝缘保护层（111）和热封层（112）之间；
其特征在于，在各层包装膜（11）中，核心金属层（113）通过腐蚀而收缩于绝缘保护层（111）和热封层（112）内。
2.根据权利要求1所述的包装封印结构（1），其特征在于，绝缘保护层（111）与热封层（112）的长度相同。
3.根据权利要求1所述的包装封印结构（1），其特征在于，绝缘保护层（111）与热封层（112）的长度不相同。
4.根据权利要求1所述包装封印结构（1），其特征在于，所述包装封印结构（1）的厚度为T，核心金属层（113）收缩于绝缘保护层（111）和热封层（112）内的长度为L，则0.05T≤L≤30T。
5.根据权利要求4所述的包装封印结构（1），其特征在于，0.1T≤L≤10T。
6.根据权利要求1所述的包装封印结构（1），其特征在于，绝缘保护层（111）与热封层（112）的超出核心金属层（113）的部分被热封在一起，以将核心金属层（113）完全包住。
7.一种包装封印结构的制备方法，用于制备根据权利要求1-5中任一项所述的包装封印结构（1），其特征在于，包括步骤：
提供待处理的包装封印结构（1），待处理的包装封印结构（1）包括被热封在一起的两层包装膜（11），各层包装膜（11）包括：绝缘保护层（111），位于外侧；热封层（112），位于内侧；以及核心金属层（113），位于绝缘保护层（111）和热封层（112）之间；所述两层包装膜（11）中的绝缘保护层（111）、核心金属层（113）以及热封层（112）的端面处于同一平面；
将所述两层包装膜（11）的绝缘保护层（111）、核心金属层（113）以及热封层（112）的端面置于腐蚀液中，以使各层包装膜（11）的核心金属层（113）发生腐蚀反应而收缩于该层包装膜（11）的绝缘保护层（111）和热封层（112）内；以及
清洗粘附于所述两层包装膜（11）的绝缘保护层（111）、核心金属层（113）以及热封层（112）的腐蚀液，得到成品包装封印结构（1）。
8.根据权利要求7所述的包装封印结构的制备方法，其特征在于，腐蚀液的浓度为0.01mol/L～50mol/L，腐蚀反应的温度为0℃～100℃，腐蚀反应的时间为1秒至10小时。
9.根据权利要求7所述的包装封印结构的制备方法，其特征在于，还包括步骤：
将得到的成品包装封印结构（1）进行烘干，之后进行二次热封工序，以使绝缘保护层（111）与热封层（112）的超出核心金属层（113）的部分被热封在一起，从而将核心金属层（113）完全包住。
10.一种软包装电池，其特征在于，具有根据权利要求1-6中任一项所述的包装封印结构（1），包装封印结构（1）内容纳有电芯（5）。
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