CN108666453B - 一种阻燃封装包及包含封装包的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种阻燃封装包，所述封装包壁包括具有封口且不溶于电解质的外层膜和封闭所述封口的密封膜条；所述封口包括第一封口段和第二封口段，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段和封闭所述第二封口的第二密封膜条段，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂。本公开还提供了一种所述阻燃封装包的制备方法和含有所述封装包的锂离子电池；所述第一密封膜条段和第二密封膜条段具有不同的宽度和不同的软化温度，使得对于高温的响应时间有所不同。
Description
技术领域
本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种阻燃封装包及其锂离子电池。
背景技术
锂离子电池在新能源汽车领域的应用日趋广泛，然而锂离子电池安全事故的报道也明显增多，锂离子电池发生安全事故的起因一般为机械滥用导致的电池内部短路、长期在高温环境中或者过充过放导致的电池热失控等。CN201310486020.X中公开了一种通过在电池内置含磷系阻燃添加剂的封装胶囊，在锂离子电池发生热失控时，封装胶囊的囊壁发生破裂使得封装胶囊的囊芯材料即磷系阻燃添加剂被释放出来以实现阻燃并改善锂离子电池的安全性能。
但是含磷系阻燃添加剂的封装胶囊并不能在电池热失控前就消除电池热失控的危险，仅能延缓热失控的过程，依然有部分含磷系阻燃添加剂封装胶囊的测试电池发生起火。含磷系阻燃添加剂的封装胶囊不能有效阻止热失控的原因在于以下两方面：(1)一般的磷系阻燃剂如磷酸三甲酯、甲基磷酸二甲酯等若大量释放出来，会与嵌锂态负极发生反应放出大量热量导致热失控。(2)磷系阻燃添加剂的阻燃机制是自由基阻燃机理，磷系阻燃添加剂的沸点一般为200℃，这就意味着电池已经发生热失控了阻燃剂才会发生作用。
因此，亟需一种新的技术方案来消除锂离子电池热失控的危险。
发明内容
本公开的目的是提供一种锂电子电池，该锂电子电池发生热失控的概率极低。
为了实现上述目的，所述封装包壁包括具有封口且不溶于电解质的外层膜和封闭所述封口的密封膜条；所述封口包括第一封口段和第二封口段，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段和封闭所述第二封口的第二密封膜条段，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述第一密封膜条的宽度小于所述第二密封膜条的宽度；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质以不同速率释放至所述封装包外。
本公开还提供了一种阻燃封装包的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
S1、将一片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜对折贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；或者，将两片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜彼此贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；
其中，未封闭的封口上设置有处于非封闭状态的密封膜条；
所述处于非封闭状态的密封膜条的部分或全部仅与所述未封闭的封口的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口的另外一侧内表面结合；
S2、在所述预制膜袋中填入阻燃物质；
S3、通过热压封闭所述未封闭的封口，形成封装包壁；
其中，所述封口包括第一封口段和第二封口段，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段和封闭所述第二封口的第二密封膜条段，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述第一密封膜条的宽度小于所述第二密封膜条的宽度；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
本公开还提供了一种使用如上所述的制备方法制备得到的阻燃封装包。
本公开还提供了一种含有如上所述的封装包的锂离子电池。
通过上述技术方案，第一密封膜条段和第二密封膜条段具有不同的厚度和宽度，使得对于高温的响应时间有所不同，在软化温度下，第一密封膜条经历较短的时间软化释放第一封口；第二密封膜条经历较长的时间软化释放第二封口，由此使得电池在面临非常短时间的热冲击时不会剧烈释放阻燃剂而导致电池热失控，而在热冲击的时间较长的时间下剧烈释放阻燃剂，可应用在不同要求的锂离子电池中增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生的同时增加锂离子电池的耐用性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是封装包横截面结构图。
图2是密封膜条宽度、厚度示意图。
图3是封装包的失重曲线。
附图标记说明
1 外层膜 2 第一封口段
3 第二封口段 4 第一密封膜条段
5 第二密封膜条段 6 阻燃物质
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指封装包的内外。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，以封装包的内外围基准，所述密封膜条的宽度是密封膜条的内表面到密封膜条的外表面的距离。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，所述密封膜条的厚度是密封膜条与外层膜接触的两个间距较短的表面之间的距离。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，所述密封膜条的长度为密封膜条需要封闭的封口的长度。
本公开第一方面提供了一种阻燃封装包，包括封装包壁和包裹在封装包内的阻燃物质6，所述封装包壁包括具有封口且不溶于电解质的外层膜1和封闭所述封口的密封膜条；所述封口包括第一封口段2和第二封口段3，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段4和封闭所述第二封口的第二密封膜条段5，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述第一密封膜条的宽度小于所述第二密封膜条的宽度；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质6包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
通过上述技术方案，在软化温度下，第一密封膜条经历较短的时间软化释放第一封口；第二密封膜条经历较长的时间软化释放第二封口，由此使得电池在面临非常短时间的热冲击时不会剧烈释放阻燃剂而导致电池整体失效，而在热冲击的时间较长的时间下剧烈释放阻燃剂。
根据本发明特别优选的一种实施方式，所述第一密封膜条的材料的软化温度低于所述第二密封膜条的材料的软化温度。在该优选实施方式中，第一密封膜条段和第二密封膜条段具有不同的宽度和不同的软化温度，使得对于高温的响应时间有所不同，通过不同的宽度和不同的软化温度，使得对于高温的响应时间有所不同，在较低温度下，第一密封膜条经历较长的时间软化释放第一封口；在较高温度下，第二密封膜条较快地软化释放第二封口释放出阻燃剂，在电池热失控前就使得电池失效，可应用在不同要求的锂离子电池中增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生，避免锂离子电池的无谓失效。
优选地，所述第一密封膜条段的材料比所述第二密封膜条段的材料的软化温度低10～70℃，例如低20～60℃、低30～50℃、低10～20℃、低20～30℃、低30～40℃、低40～50℃、低50～60℃、低60～70℃。
根据本公开第一方面，为了使在较低温度下，第一密封膜条经历较长的时间软化释放第一封口；在较高温度下，第二密封膜条较快地软化释放第二封口，优选情况下，所述密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～15mm，所述第一密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～10mm；所述第二密封膜条的厚度为1～30μm，宽度为2～15mm。
根据本公开第一方面，为了保持所述阻燃封装包的强度和结构稳定，所述外层膜1的拉伸强度高于所述密封膜条的拉伸强度；所述外层膜1的拉伸强度为50～4000Mpa。
所述外层膜的拉伸强度是按照GBT13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》的规定，在湿度为20％、温度为25℃且拉伸速度为25mm/min的条件下测定的。所述密封膜条的软化温度是按照GB/T1633《热塑性塑料软化温度(VST)的测定》的规定，在使用10N的力、加热速率为50℃/h的条件下测定的。
根据如上所述的封装包外层膜、密封膜条材料要求，优选情况下，所述外层膜选自聚氨酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种；所述密封膜条选自聚乙烯、烯烃共聚物和聚氯乙烯中的至少一种。
根据本公开第一方面，所述封装包可以制备为各种形状，优选情况下，所述外层膜1形成为具有封口且为袋状结构的预制膜袋并装填有所述阻燃物质6，并且所述封口的两侧内表面结合在所述密封膜条的两侧外表面上；
优选情况下，所述预制膜袋为一片所述外层膜对折贴合并部分封闭对应边缘同时预留未封闭的封口后形成的预制膜袋；
或者，所述预制膜袋为两片所述外层膜彼此贴合并部分封闭对应边缘同时预留未封闭的封口后形成的预制膜袋；
其中，未封闭的封口上设置有处于非封闭状态的密封膜条；
所述处于非封闭状态的密封膜条的部分或全部仅与所述未封闭的封口的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口的另外一侧内表面结合。
根据本公开的第一方面，为了防止电池中溶剂挥发闪燃，所述阻燃物质优选为磷酸三甲酯、甲基磷酸二甲酯、三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯、三 -(2,2,2)-三氟乙基磷酸酯和膦腈中的至少一种；并且以所述封装包的重量为 100％计，所述三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯的含量为50-99％。
本公开第二方面提供了一种阻燃封装包的制备方法该制备方法包括如下步骤：
S1、将一片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜对折贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；或者，将两片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜彼此贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；
其中，未封闭的封口上设置有处于非封闭状态的密封膜条；
所述处于非封闭状态的密封膜条的部分或全部仅与所述未封闭的封口的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口的另外一侧内表面结合；
S2、在所述预制膜袋中填入阻燃物质；
S3、通过热压封闭所述未封闭的封口，形成封装包壁；
其中，所述封口包括第一封口段2和第二封口段3，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段4和封闭所述第二封口的第二密封膜条段5，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述第一密封膜条的宽度小于所述第二密封膜条的宽度；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质6包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
根据本发明特别优选的一种实施方式，所述第一密封膜条的材料的软化温度低于所述第二密封膜条的材料的软化温度。在该优选实施方式中，第一密封膜条段和第二密封膜条段具有不同的宽度和不同的软化温度，使得对于高温的响应时间有所不同，通过不同的宽度和不同的软化温度，使得对于高温的响应时间有所不同，在较低温度下，第一密封膜条经历较长的时间软化释放第一封口；在较高温度下，第二密封膜条较快地软化释放第二封口释放出阻燃剂，在电池热失控前就使得电池失效，可应用在不同要求的锂离子电池中增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生，避免锂离子电池的无谓失效。
优选地，所述第一密封膜条段的材料比所述第二密封膜条段的材料的软化温度低10～70℃，例如低20～60℃、低30～50℃、低10～20℃、低20～30℃、低30～40℃、低40～50℃、低50～60℃、低60～70℃。
根据本公开第二方面，为了使在较低温度下，第一密封膜条经历较长的时间软化释放第一封口；在较高温度下，第二密封膜条较快地软化释放第二封口，优选情况下，所述密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～15mm，所述第一密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～10mm；所述第二密封膜条的厚度为1～30μm，宽度为2～15mm。
根据本公开的第二方面，为了保持所述封装包的强度与稳定性，所述外层膜1的拉伸强度高于所述密封膜条的拉伸强度；所述外层膜1的拉伸强度为50～4000Mpa。
根据如上所述的封装包外层膜、密封膜条材料要求，优选情况下，所述外层膜选自聚氨酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种；所述密封膜条选自聚乙烯、烯烃共聚物和聚氯乙烯中的至少一种。
本公开第三方面提供了一种使用如上所述的制备方法制备得到的阻燃封装包。
本公开第四方面提供了如上所述的阻燃封装包或如上所述的制备方法制备得到的阻燃封装包的锂离子电池。
所述锂离子电池除了内含有上述封装包外，还可以包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜。其中锂离子电池的正极片、负极片和隔膜的制备以及锂离子电池的组装可以采用本领域技术人员常规使用的各种方法，本公开对此没有特别的限制。
根据本公开第四方面，为了使锂离子电池的安全性能提高，同时对锂离子电池的能量密度不产生大的影响，所述阻燃封装包与锂离子电池电解液的重量比为1：(4～99)；优选地，所述阻燃封装包与锂离子电池电解液的重量比为1：(5～19)。
下面通过实施例进一步说明本公开，但是本公开并不因此受到任何限制。
实施例1
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为2000MPa的聚氨酯膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为30μm、宽度为2mm软化温度为100℃的聚氯乙烯膜条并且另一边具有厚度为5μm、宽度为5mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g甲基磷酸二甲酯，热熔接封闭封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片的制备：
将LiCoO2与乙炔黑、聚偏氟乙烯按85：10：5的重量比混合均匀，加入溶剂，制成正极浆料，均匀涂布在铝箔上，干燥并辊轧制得正极片。
(3)负极片的制备：
将P15B石墨与丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)以100：3：2 的重量比混合均匀，加入溶剂，制成负极浆料，均匀涂布在铜箔上，干燥并辊压值得负极片。
(4)电解液的制备：
氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(VC)以5：45：25：23：2的质量比混合，在该混合溶剂中，加入溶质LiPF6制成1.0mol/L的电解液。
(5)电池的装配
软包电池制备：将本实施例中制备得到的正极片、负极片、电解液与 Celgard2300型微孔隔膜组装成软包电池；在氩气手套箱中加入本实施例第 (1)步骤中配制的封装包，密封后制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例2
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为2000MPa的聚氨酯膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为60μm、宽度为3mm软化温度为100℃的聚氯乙烯膜条并且另一边具有厚度为10μm、宽度为4mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g甲基磷酸二甲酯，热熔接封闭封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例3
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为2000MPa的聚氨酯膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为40μm、宽度为2mm软化温度为100℃的聚氯乙烯膜条并且另一边具有厚度为20μm、宽度为3mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条，热熔接封闭三边封口，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g 甲基磷酸二甲酯，热熔接封闭封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例4
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为2000MPa的聚氨酯膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为60μm、宽度为3mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条并且另一边具有厚度为10μm、宽度为4mm软化温度为100℃的烯烃共聚物膜条，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g甲基磷酸二甲酯，热熔接封闭封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例5
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为2000MPa的聚氨酯膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为40μm、宽度为2mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条并且另一边具有厚度为20μm、宽度为3mm软化温度为100℃的烯烃共聚物膜条，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g甲基磷酸二甲酯，热熔接封闭封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例6
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为4000MPa的聚酰亚胺膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为60μm、宽度为3mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条并且另一边具有厚度为10μm、宽度为5mm软化温度为100℃的烯烃共聚物膜条，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g甲基磷酸二甲酯，热熔接封闭封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例7
(1)封装包的制备：
将两片正方形的厚度为30μm拉伸强度为4000MPa的聚酰亚胺膜作为外层膜贴合在一起，其中一片外层膜三边具有厚度为40μm、宽度为2mm软化温度为120℃的聚乙烯膜条并且另一边具有厚度为20μm、宽度为5mm软化温度为100℃的烯烃共聚物膜条，热熔接封闭三边封口，同时预留一边未封闭的封口，形成预制膜袋，向所述预制膜袋中注入1.2g甲基磷酸二甲酯，热熔接封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
对比例1
正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的不含有封装包的锂离子电池。
对比例2
(1)封装包的制备：
将两片正方形厚度为30μm拉伸强度为2000Mpa的聚氨酯膜贴合后热压封闭三边的封，同时预留一边的封口得到预制膜袋；将1.2g甲基磷酸二甲酯注入聚氨酯膜的封装膜袋中；热封封闭所述聚氨酯预制膜袋的开口，制备得到本对比例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的含有封装包的锂离子电池。
对比例3
(1)封装包的制备：
将两片正方形厚度为30μm拉伸强度为6Mpa的聚氯乙烯膜贴合后热压封闭三边的封，同时预留一边的封口得到预制膜袋；将1.2g甲基磷酸二甲酯注入聚氨酯膜的封装膜袋中；热封封闭所述聚氯乙烯预制膜袋的开口，制备得到本对比例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的含有封装包的锂离子电池。
测试实施例1
本测试实施例用于测定实施例1-7与对比例2-3中所获得的封装包在目标温度时阻燃物质的释放性能。
失重曲线测试方法：以每秒升温0.1℃的条件下，测试封装包在60～160℃测试封装包的重量变化。测试结果见图3。
根据实施例1-7与对比例2-3制备得到的封装包的失重曲线计算封装包阻燃物质的释放速度，所述释放速度以升温20℃期间所释放的阻燃物质重量表示，单位为g。具体结果见表1。
表1
| 总重量 | 60～80℃ | 80～100℃ | 100～120℃ | 120～140℃ | 140～160℃ | |
| 实施例1 | 1.45g | 0g | 0g | 0.17g | 0.33g | 0.65g |
| 实施例2 | 1.49g | 0g | 0g | 0.10g | 0.40g | 0.41g |
| 实施例3 | 1.46g | 0g | 0g | 0.03g | 0.14g | 0.26g |
| 实施例4 | 1.48g | 0g | 0g | 0.17g | 0.47g | 0.40g |
| 实施例5 | 1.46g | 0g | 0g | 0.08g | 0.27g | 0.29g |
| 实施例6 | 1.49g | 0g | 0g | 0.15g | 0.37g | 0.51g |
| 实施例7 | 1.46g | 0g | 0g | 0.06g | 0.21g | 0.26g |
| 对比例2 | 1.42g | 0g | 0g | 0g | 0g | 0g |
| 对比例3 | 1.23g | 0g | 0g | 0g | 1.0g | 0g |
经表1中实施例1-7与对比例2-3比较可以看出，实施例1-11中封装包在软化温度下，第一密封膜条经历较短的时间软化释放第一封口；第二密封膜条经历较长的时间软化释放第二封口，由此使得电池在面临非常短时间的热冲击时不会剧烈释放阻燃剂而导致电池整体失效，而在热冲击的时间较长的时间下剧烈释放阻燃剂。
测试实施例2
本测试实施例用于测定实施例1-7与对比例1-3中所获得的锂离子电池的满充内阻、电池容量和安全性能。
满充内阻测试：在25±3℃的条件下，以0.1C的恒流电流将锂离子电池充电至100％SOC，待充电完成后静置4h，然后采用内阻仪测试1000Hz锂离子电池的内阻，取测试的所有锂离子电池的1000Hz内阻的平均值来衡量锂离子电池的满充内阻。具体结果见表2。
容量测试：在25±3℃的条件下，以0.5C恒流充电2h，然后再进行恒压充电至电流降为0.05C；接着静置5min，然后以恒流放电的方式(其中，放电电流为1C，放电时间为1h)进行放电后测试锂离子电池的放电容量，取测试得到的所有锂离子电池的1C放电容量的平均值来衡量锂离子电池的容量。具体结果见表2。
安全测试分为针刺测试、炉温测试和挤压测试。
针刺测试：在25±3℃的条件下，以0.1C的恒流电流将锂离子电池充电至100％SOC，采用直径为8mm的针贯穿锂离子电池进行针刺测试；
炉温测试：在25±2℃的条件下，以0.1C的恒流电流将锂离子电池充电至100％SOC，将样品放入烤箱中以5±2℃每分钟的速率升温至170±2℃转为恒温并保持60分钟。
挤压测试：在25±3℃的条件下，以0.1C的恒流电流将锂离子电池充电至100％SOC，将其置于挤压设备中(其压力为50吨)进行挤压测试；
锂离子电池安全测试的判断标准为：无爆炸、无起火即为通过，统计通过安全测试的锂离子电池的个数可以用于分析。具体结果见表2。
表2
经表2中实施例1-7与对比例1-3比较可以看出，实施例1-11中封装包在软化温度下，第一密封膜条经历较短的时间软化释放第一封口；第二密封膜条经历较长的时间软化释放第二封口，由此使得电池在面临非常短时间的热冲击时不会剧烈释放阻燃剂而导致电池整体失效，而在热冲击的时间较长的时间下剧烈释放阻燃剂。在电池热失控前就使得电池失效，可应用在不同要求的锂离子电池中增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (17)
1.一种阻燃封装包，包括封装包壁和包裹在封装包内的阻燃物质，其特征在于，所述封装包壁包括具有封口且不溶于电解质的外层膜和封闭所述封口的密封膜条；所述封口包括第一封口段和第二封口段，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段和封闭所述第二封口的第二密封膜条段，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述第一密封膜条的宽度小于所述第二密封膜条的宽度；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外；
所述外层膜选自聚氨酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种；所述密封膜条选自聚乙烯、烯烃共聚物和聚氯乙烯中的至少一种；所述外层膜的拉伸强度高于所述密封膜条的拉伸强度。
2.根据权利要求1所述的阻燃封装包，其中，所述第一密封膜条的材料的软化温度低于所述第二密封膜条的材料的软化温度。
3.根据权利要求1所述的阻燃封装包，其中，所述第一密封膜条段的材料比所述第二密封膜条段的材料的软化温度低10～70℃。
4.根据权利要求1所述的阻燃封装包，其中，所述密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～15mm，所述第一密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～10mm；所述第二密封膜条的厚度为1～30μm，宽度为2～15mm。
5.根据权利要求1所述的阻燃封装包，其中，所述外层膜的拉伸强度为50～4000Mpa。
6.根据权利要求1所述的阻燃封装包，其中，所述外层膜形成为具有封口且为袋状结构的预制膜袋并装填有所述阻燃物质，并且所述封口的两侧内表面结合在所述密封膜条的两侧外表面上。
7.根据权利要求6所述的阻燃封装包，其中，所述预制膜袋为一片所述外层膜对折贴合并部分封闭对应边缘同时预留未封闭的封口后形成的预制膜袋；
或者，所述预制膜袋为两片所述外层膜彼此贴合并部分封闭对应边缘同时预留未封闭的封口后形成的预制膜袋；
其中，未封闭的封口上设置有处于非封闭状态的密封膜条；
所述处于非封闭状态的密封膜条的部分或全部仅与所述未封闭的封口的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口的另外一侧内表面结合。
8.根据权利要求1所述的阻燃封装包，其中，所述阻燃物质含有磷酸三甲酯、甲基磷酸二甲酯、三-(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯、三-(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯和膦腈中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的阻燃封装包，其中，以所述阻燃封装包的重量为100％计，所述三-(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯的含量为50-99％。
10.一种阻燃封装包的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
S1、将一片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜对折贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；或者，将两片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜彼此贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；
其中，未封闭的封口上设置有处于非封闭状态的密封膜条；
所述处于非封闭状态的密封膜条的部分或全部仅与所述未封闭的封口的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口的另外一侧内表面结合；
S2、在所述预制膜袋中填入阻燃物质；
S3、通过热压封闭所述未封闭的封口，形成封装包壁；
其中，所述封口包括第一封口段和第二封口段，所述密封膜条包括封闭所述第一封口段的第一密封膜条段和封闭所述第二封口的第二密封膜条段，所述第一密封膜条段的材料的软化温度和所述第二密封膜条段的材料的软化温度各自为100～170℃；所述第一密封膜条的宽度小于所述第二密封膜条的宽度；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质包裹在所述封装包内，且能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外；
所述外层膜选自聚氨酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种；所述密封膜条选自聚乙烯、烯烃共聚物和聚氯乙烯中的至少一种；所述外层膜的拉伸强度高于所述密封膜条的拉伸强度。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述第一密封膜条的材料的软化温度低于所述第二密封膜条的材料的软化温度。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述第一密封膜条段的材料比所述第二密封膜条段的材料的软化温度低10～70℃。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为2～15mm，所述第一密封膜条的厚度为1～60μm，宽度为1～10mm；所述第二密封膜条的厚度为1～30μm，宽度为2～15mm。
14.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述外层膜的拉伸强度为50～4000Mpa。
15.权利要求10-14中任意一项所述的制备方法制备得到的阻燃封装包。
16.一种含有权利要求1-9和权利要求15中任意一项所述的阻燃封装包的锂离子电池。
17.根据权利要求16所述的锂离子电池，其中，所述阻燃封装包与锂离子电池电解液的重量比为1：(4～99)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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