CN106601936A - 一种二次充电软包电池铝塑膜结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次充电软包电池铝塑膜结构，包括上下两面均设有反腐蚀层（2）的铝层（1），两个反腐蚀层（2）上分别粘结有外保护层（3）和绝缘内层，所述绝缘内层包括粘结在铝层（1）下侧的腐蚀层（2）下表面的第一绝缘层（4），和粘结在第一绝缘层（4）下表面的第二绝缘层（5）；其中第一绝缘层（4）为PET层、PI层和PBT层中的一种，第二绝缘层（5）为CPP层、PP层、EAA层和PE层中的一种。本发明具有更高的安全性能，且便于冲压加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝塑膜结构，尤其涉及一种用于二次充电软包电池的铝塑膜结构。
背景技术
众所周知，良好的铝塑膜能够在软包电池的使用过程中使其处于封闭的工作环境、阻止外部水份进入电芯内部破坏电池反应平衡，使其丧失电池性能，从而起到对电芯的安全防护作用。但在现实生活中，电池燃烧伤害人体的事件却屡屡发生,这种燃烧电池燃烧事件的发生，有一部分原因是因铝塑膜绝缘性低，电芯负极与铝层之间形成微短路腐蚀铝层，导致电液流出腐蚀电路造成短路引起。而考虑到在电池加工过程中铝塑膜需要进行冲压，一味地增加铝塑膜的绝缘层的厚度将导致其冲深能力下降，加工难度大大增加。因此，制备一种具有更高安全性能的铝塑膜就显得尤为重要。同时，进入绿色能源时代以来，二次充电电池中软包装锂离子电池因其安全、寿命好，大功率放电能力强等优势己逐渐应用于纯电动车(EV)、混合电动车(HEV)和插电式混合电动车(PHEV)而安全可靠性能是对电动汽车用动力电池的基本要求，因而设计制备出一种具有优良安全性能的铝塑膜 就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于二次充电软包电池的铝塑膜结构。本发明具有更高的安全性能，且便于冲压加工。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种二次充电软包电池铝塑膜结构，包括上下两面均设有反腐蚀层的铝层，两个反腐蚀层上分别粘结有外保护层和绝缘内层，其特征在于：所述绝缘内层包括粘结在铝层下侧的腐蚀层下表面的第一绝缘层，和粘结在第一绝缘层下表面的第二绝缘层；其中第一绝缘层为PET层（聚对苯二甲酸乙二酯）、PI层（聚酰亚胺）和PBT（聚对苯二酸丁二酯）层中的一种，第二绝缘层为CPP层（流延聚丙烯）、PP层（聚丙烯）、EAA层（乙烯丙烯酸）和PE（聚乙烯）层中的一种。
上述的二次充电软包电池铝塑膜结构中，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度比例为1∶20～1∶2。
前述的二次充电软包电池铝塑膜结构中，第一绝缘层和第二绝缘层分别优选PI和PP。
前述的二次充电软包电池铝塑膜结构中，第一绝缘层和第二绝缘层厚度比例的最优比例是1∶4。
前述的二次充电软包电池铝塑膜结构中，所述外保护层为PA层（聚酰胺）或PET层。
前述的二次充电软包电池铝塑膜结构中，所述二次充电软包电池为锂离子软包电池。其正极材料可采用镍钴锰三元材料、镍钴铝二元材料、锰酸锂材料、富锂锰材料、钴酸锂材料或磷酸铁锂等。
与现有技术相比，本发明通过在铝层的反腐蚀层上设置两层不同材料复合结构的绝缘内层结构，可以使铝塑膜整体具有较强的冲深能力，在冲压加工时不易冲破、烂角，同时不影响正常的封口封边加工，而且还可以增加耐高温及耐腐蚀能力，在电池的使用过程中，都会有效阻止电解液对铝层的接触、腐蚀，对铝塑膜中的铝层起到了隔离、保护作用，切断了电芯内部微短路的形成条件，进而提高电芯的安全系数，同时可防止出线软包装电池的封口及封边工艺中形成破损或缝隙而发生腐蚀的现象。
附图说明
图1是本发明的截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例：一种二次充电软包电池铝塑膜结构，如图1所示，包括上下两面均设有反腐蚀层2的铝层1，两个反腐蚀层2上分别粘结有外保护层3和绝缘内层，所述绝缘内层包括粘结在铝层1下侧的腐蚀层2下表面的第一绝缘层4，和粘结在第一绝缘层4下表面的第二绝缘层5；其中第一绝缘层4为PET层、PI层和PBT层中的一种，第二绝缘层5为CPP层、PP层、EAA层和PE层中的一种。所述第一绝缘层4和第二绝缘层5的厚度比例为1∶20～1∶2。第一绝缘层4和第二绝缘层5分别选择PI和PP两种材料的组合是效果最优的。第一绝缘层4和第二绝缘层5厚度比例的最优比例是1:4。所述外保护层3为PA层或PET层。所述二次充电软包电池为锂离子软包电池。
其中铝层1可铝箔材料（软态纯铝箔或铝-铁类合金软材），且厚度为30-80µm，并对铝箔的双面进行硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂涂层处理或络酸盐处理形成反腐蚀层2。反腐蚀层2外侧通过粘合剂6与外保护层3和绝缘内层结合。外保护层3的厚度为10-25µm，第一绝缘层4的厚度为5-40µm，第二绝缘层5的厚度为20-80µm。
本发明的工作原理：在铝塑膜热封过程中，或是在电池的使用过程中，若传统铝塑膜的内层（一般是PP层或CPP层）被损坏，其破坏原理为电化学腐蚀，其特点是有电流产生，电化学腐蚀中的电流也正是由于金属在电解质溶液中形成了结构与原电池相似的“腐蚀电池”而产生的。通常在电化学腐蚀的金属中，腐蚀电池极小，但数量极多。金属接触到电解质溶液，发生原电池效应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化，生成金属离子。常规铝塑膜内层所用的PP或CPP层，PP层熔点为164～170℃，CPP层熔点为＜150℃，而在软包装电池的封口及封边工艺中所采用的温度一般 为≥180～200℃，这样就较易造成PP或CPP凝固结块，形成破损或缝隙，降低绝缘性能，发生腐蚀现象。而本发明通过两层材料进行复合，其内层熔点在200℃以上，可有效阻止电解液对铝层的接触、腐蚀。而且两层材料复合后，整体的拉伸强度很高，可与铝箔媲美，以PET层与PP层复合的绝缘内层（比例在1∶5～1∶2）强度可达相同厚度的HDPE膜的9倍，是相同厚度PC或PA膜的3倍以上。本发明的绝缘内侧蠕变性小、耐疲劳极好、耐磨性和耐摩擦性良好，而且力学性能受温度影响较小，所以它既有耐高温性能又有好的延伸性。如采用PI与PP或CPP复合PI分子链中具有十分稳定的酰亚胺芳杂环结构，高温下具有其它特种工程润滑材料所不可比拟的优良综合性能，其拉伸强度可达200MPa，且耐热性和耐辐射性好，而且能很好地复合PP或CPP，其长期使用温度可达300℃以上。可以极大地提高电池的安全性能。
本发明的两个绝缘层的材料选择和厚度比例，是本申请的发明人经过多年反复研究、试验、总结得到的，它既保障铝塑膜具有较强的冲深能力，使其不易冲破、烂角，便于加工，同时不影响正常的封口封边加工，而且可以提高耐高温及耐腐蚀能力，从而最大限度提升电池的安全性能。
Claims (6)
1.一种二次充电软包电池铝塑膜结构，包括上下两面均设有反腐蚀层（2）的铝层（1），两个反腐蚀层（2）上分别粘结有外保护层（3）和绝缘内层，其特征在于：所述绝缘内层包括粘结在铝层（1）下侧的腐蚀层（2）下表面的第一绝缘层（4），和粘结在第一绝缘层（4）下表面的第二绝缘层（5）；其中第一绝缘层（4）为PET层、PI层和PBT层中的一种，第二绝缘层（5）为CPP层、PP层、EAA层和PE层中的一种。
2.根据权利要求1所述的二次充电软包电池铝塑膜结构，其特征在于：所述第一绝缘层（4）和第二绝缘层（5）的厚度比例为1∶20～1∶2。
3.根据权利要求1所述的二次充电软包电池铝塑膜结构，其特征在于：第一绝缘层（4）和第二绝缘层（5）分别为PI层和PP层。
4.根据权利要求2所述的二次充电软包电池铝塑膜结构，其特征在于：第一绝缘层（4）和第二绝缘层（5）厚度为比例1∶2。
5.根据权利要求1所述的二次充电软包电池铝塑膜结构，其特征在于：所述外保护层（3）为PA层或PET层。
6.根据权利要求1所述的二次充电软包电池铝塑膜结构，其特征在于：所述二次充电软包电池为锂离子软包电池。
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