CN110391360A - 电池包装壳材料、电池壳体、制备方法和电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于二次电池技术领域，涉及二次电池的包装材料，具体涉及一种电池包装壳材料、电池壳体、制备方法和电池。本发明提供的电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，所述第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置；所述改性塑料层包括如下组分：SAN、PC、相容剂和任选的助剂。本发明的包装壳材料具有一定的强度、良好的耐冲击性，较好的耐热性，较低的吸水性，较好的电绝缘性和较好的耐腐蚀性，能够防止电解液的泄漏，保证电池的安全性，降低电池的生产成本。

Description

电池包装壳材料、电池壳体、制备方法和电池

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，涉及二次电池的包装材料，具体涉及一种电池包装壳材料、电池壳体、制备方法和电池。

背景技术

电池作为储能单元在各行各业均有重要作用，例如目前备受关注的动力电池广泛用于新能源汽车等领域。而在所有电池中，用于封装电极和电解质等电池元件的包装材料成为不可欠缺的部件。目前的电池一般采用铝材作为电池的壳，通常我们把这一类电池称为铝壳电池，在铝壳电池中，金属粒子对电池安全性有致命影响，当电池电芯的叠片厚度达到一定厚度之后，由于采用的是铝壳所以就需要对电池的安全性进行考量。为了让电池有更高的安全性，同时考虑到缩减成本，现有的电池开始慢慢采用塑料作为电池的壳体材料。由于塑料作为电池的壳体材料比铝材作为电池的壳体材料成本更低，同时还可以满足形状多样化、薄型化、轻质化的要求，因而人们更倾向使用塑料作为电池的壳体材料，进而使用塑料作为电池的壳体材料开始成为了一种发展趋势。

但是现有的使用塑料作为电池的壳体材料的电池存在很多的问题，比如：塑壳电池在经过使用一段时间后容易出现漏液的问题，一般塑壳电池在经过两年的使用后电解液会损失5～15％，严重影响塑壳电池使用寿命；目前的塑壳电池的强度，抗冲击性能，抗老化性能等均相对较差，容易因受到碰撞而损坏，降低了电池的使用性能。

由于电池对电池壳材料具有很高的要求，要求电池壳应具有一定的强度和耐冲击性，同时电池壳应具有较好的耐热性能和较低的吸水性，并且电池壳还应具有较好的电绝缘性和耐腐蚀性。

冲击强度是衡量材料韧性的一种指标，通常定义为试样在冲击载荷的作用下折断或折裂时，单位截面积所吸收的能量。冲击强度用于评价材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度。

然而，目前的电池的包装材料中，常用的塑料是ABS塑料和PP塑料，ABS塑料具有很好的冲击强度，但是因为其存在双键使其存在耐热氧老化性极差的缺陷。PP塑料具备一定的强度，但是其阻隔性能差，不能有效解决电解液的泄露问题。

因此，目前在电池的壳体材料中所使用的塑料材料的综合性能还远远不充分，有待于进一步改进或开发一种新型的电池塑料壳材料。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种电池包装壳材料，以至少缓解背景技术中提到的技术问题之一。

本发明的第二目的在于提供一种电池壳体，该壳体主要由上述电池包装壳材料制成，具有一定的强度、良好的抗冲击性能、较好的耐热性、较低的吸水性、较好的电绝缘性和耐腐蚀性，能够有效防止电解液泄漏现象的发生，保证整体电池的安全，有助于提高锂电池等二次电池的性能和延长使用寿命。

本发明的第三目的在于提供一种电池壳体的制备方法，该方法具有操作简便，易于实施，生产成本低廉，对设备要求低的特点，容易实现工业化大规模生产。

本发明的第四目的在于提供一种电池，该电池具有上述电池壳体，可促进电池具有极高的阻隔性、优异的耐电解液稳定性、耐热性和电绝缘性等，保证了电池的安全性，延长了电池的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，所述第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置；

所述改性塑料层包括如下组分：SAN、PC、相容剂和任选的助剂。

作为进一步优选技术方案，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 50～100份、PC 0.1～45份、相容剂1～8份和助剂0～1份；

优选地，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 50～90份、PC 8～44份、相容剂2～6份和助剂0.05～0.3份；

优选地，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 55～75份、PC 20～40份、相容剂3～5份和助剂0.1～0.2份。

作为进一步优选技术方案，所述隔离层包括塑料、金属、合金或金属复合物中的至少一种；

优选地，所述隔离层由镀铝、不锈钢、EVOH、PVDC、PLA、PA、HDPE、PE－RT或PE－X中的至少一种形成；或，

所述隔离层由至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的合金形成；或，

所述隔离层为至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的金属复合物形成。

优选地，对所述隔离层的至少一个面实施化学法表面处理。

作为进一步优选技术方案，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；

优选地，所述相容剂包括PP－g－MAH、POE－g－MAH或PE－g－MAH中的至少一种；

优选地，所述相容剂为PE－g－MAH；

优选地，所述PE－g－MAH的接枝率为1.0％～2.2％，优选为1.2％～2.0％，进一步优选为1.5％～1.8％。

作为进一步优选技术方案，所述助剂包括抗氧剂。

作为进一步优选技术方案，所述第一改性塑料层和第二改性塑料层的层数各自独立地为1～20层，优选为1～12层。

作为进一步优选技术方案，所述第一改性塑料层和隔离层之间具有粘接层；和/或，

所述第二改性塑料层和所述隔离层之间具有粘接层；

优选地，所述第一改性塑料层的厚度为10～150μm；

优选地，所述隔离层的厚度为5～100μm；

优选地，所述第二改性塑料层的厚度为10～150μm。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种电池壳体，具有收纳电池的内部空间，采用以上所述的电池包装壳材料制备得到。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种以上所述的电池壳体的制备方法，通过挤出成型或注塑成型的方法制备得到；或，

通过在所述隔离层的两个面分别涂覆第一改性塑料层和第二改性塑料层的方法制备得到；

优选地，所述改性塑料层的制备方法包括：

将SAN、PC、相容剂和任选的助剂干燥后混合，经挤出、造粒、冷却、切粒和干燥后注塑成型，得到改性塑料层。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种电池，具有所述的电池壳体、正极、负极和电解质。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)、本发明提供的电池包装壳材料，包括两层主要由SAN、PC和相容剂组成的改性塑料层和位于这两层改性塑料层之间的隔离层，由于采用了该改性塑料层，使得该包装壳材料具有一定的强度、良好的耐冲击性，较好的耐热性，较低的吸水性，较好的电绝缘性和较好的耐腐蚀性，能够防止电解液的泄漏，保证电池的安全性，延长电池的使用寿命，进而有效缓解了现有的应用在电池壳体中的塑料材料耐热性、耐老化性、强度和/或阻隔性等性能差，易出现电解液泄漏的问题。

(2)本发明通过使用高强度、高性能塑料+高阻隔性能材料+高强度、高性能塑料的方式形成电池包装壳材料，具有各种优异机械性质、阻隔性与热性质等，能够满足塑壳电池(使用塑料作为电池的壳体材料)对于其壳材料的要求，可有效缓解电解液的泄露问题，推进了塑料材料在电池壳体材料中的应用，降低了电池生产成本。

(3)本发明的电池壳体，主要由上述电池包装壳材料制成，因而至少具有与上述电池包装壳材料相同的优势。该电池壳体的制备方法，具有清洁、高效、低成本的特点，并且操作简单，生产效益高，无需采用复杂的设备系统，对设备要求低，易于实现大规模、工业化生产。

本发明的电池具有上述电池壳体，可促进电池具有极高的阻隔性、优异的耐电解液稳定性、耐热性和电绝缘性等，保证了电池的安全性，延长了电池的使用寿命。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

第一方面，在至少一个实施例中提供一种包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，所述第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置；

所述改性塑料层包括如下组分：SAN、PC、相容剂和任选的助剂。

本发明主要针对目前使用塑料作为电池壳体材料还存在容易出现漏液的问题，尤其是我国的塑壳电池产品的性能，只有极少数甚至几乎没有企业的几项技术指标可达到日本企业的水平，最主要就是存在耐电解液和冲深不过关的技术问题。使得国内锂电池厂家面临巨大成本压力，因而迫切需要降低锂电池原材料成本，尤其是电池包装材料的成本，因此塑壳电池的包装材料实现进口替代、国产化的需求也就日益凸显。为缓解上述技术问题，本发明开发了一种应用在塑壳电池中的新型改性塑料层。

上述改性塑料层中，SAN(Styrene Acrylonitrile)为苯乙烯丙烯腈是苯乙烯丙烯腈的共聚物，它具有良好的机械强度、耐热性和化学稳定性，目前SAN树脂的缺口冲击强度为1.26KJ/m²，抗拉强度为50.53MPa，维卡软化温度为105.6℃，熔融指数为14.21g/10min，若直接将其应用在电池壳体材料中还不能满足电池对电池壳材料的要求，因而需要对SAN树脂进行增韧改性以满足电池对电池壳材料的性能要求。

PC(Polycarbonate)为聚碳酸酯，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物。它是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600－900J/m；此外，其还具有优异的阻燃性、耐磨性和抗氧化性特点；同时，PC来源广泛，成本低廉，能够降低电池的生产成本。

基于此，本发明提供了一种改性塑料层，其主要由SAN、PC、相容剂和任选的助剂组成，以PC为增韧剂对SAN树脂进行增韧改性，即PC和SAN共混而成的聚合物可使复合塑料兼具PC和SAN的性能优势，并且通过添加相容剂促进了PC和SAN共混，提高了二者的相容性，增强了复合塑料的韧性、耐热性、耐老化性等性能，使得该包装壳材料具有很好的冲击强度和优异的阻隔性能。

进一步地，本发明将改性塑料层与隔离层相结合，即第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置，并且第一改性塑料层、第二改性塑料层、隔离层的层数可以不受限制。这样，通过使用高强度、高性能塑料+高阻隔性能材料+高强度、高性能塑料的方式形成电池包装壳材料，具有一定的强度、良好的耐冲击性，较好的耐热性，较低的吸水性，较好的电绝缘性和较好的耐腐蚀性，能够有效防止电解液的泄漏，保证电池的安全性，延长电池的使用寿命，同时极大降低了电池的生产成本。

可以理解的是，上述“任选的助剂”表示的是：在该改性塑料层中可以添加助剂，也不添加助剂。

在一种优选的实施方式中，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 50～100份、PC 0.1～45份、相容剂1～8份和助剂0～1份。

采用合适且适量的SAN、PC、相容剂和助剂，在上述原料的协同配合作用下，有助于提高改性塑料层的抗冲击性、强度、加工性能、耐热性、耐候性、耐腐蚀性和耐老化性能等；同时适宜的相容剂的添加量也更有助于改善PC在SAN中的相容性，使其具有优异的综合性能；并且上述原料来源广，容易获得，成本低廉，安全环保。

本发明中，按重量份数计，SAN典型但非限制性的含量为50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或100份；PC典型但非限制性的含量为0.1份、1份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份或45份；相容剂典型但非限制性的含量为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份；助剂典型但非限制性的含量为0份、0.05份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份或1份。

需要说明的是，本发明对于SAN、PC、相容剂和助剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的各原料即可；如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。

优选地，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN50～90份、PC8～44份、相容剂2～6份和助剂0.05～0.3份；

优选地，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN55～75份、PC20～40份、相容剂3～5份和助剂0.1～0.2份。

典型但非限制的，改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN75份、PC20份、相容剂5份和助剂0.1份；或者，SAN65份、PC30份、相容剂5份和助剂0.1份；或者，SAN55份、PC40份、相容剂5份和助剂0.1份。

通过进一步优化各原料组份的含量配比关系，可进一步提高改性塑料层的耐热性能、耐腐蚀性能、电绝缘性，以及抗冲击性、稳定性和强度等性能，更能有效地防止电解液的泄漏，安全可靠，使用寿命长。

在一种优选的实施方式中，所述隔离层包括塑料、金属、合金或金属复合物中的至少一种。

本发明的隔离层主要起到阻隔的作用，其可以采用目前常用的铝材，然而与现有技术中将铝材作为核心层不同的是，本发明的隔离层铝材只是起到辅助的作用。因而，本发明对于隔离层的具体材质不做过多的限制，其可以采用铝材等金属，也可以采用塑料、合金或金属复合物，还可以采用其他的材质。

这里的塑料、金属、合金、金属复合物只要对电解液稳定并具有一定的水蒸气阻挡性即可，可以适当的选择而无特殊的限制。

典型但非限制的塑料为EVOH、PVDC、PLA、PA、HDPE、PE－RT或PE－X等。

典型但非限制的金属为铝、镁、锌、铁、镍等。

合金是指金属与其他一种或几种金属形成的合金；而金属复合物是指金属与其他非金属材料结合所形成的金属基复合材料。

典型但非限制性的合金为至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的合金，如铁锡合金、镁铝合金、镁铝锰合金、铬镍系不锈钢、铬系不锈钢、301不锈钢、304不锈钢等。

典型但非限制性的金属复合物为至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的金属复合物，如锡/石墨烯复合物，镍/聚苯胺复合物等。

从加工性、入手的容易度、价格、强度、耐腐蚀性等的角度出发，上述隔离层优选采用的是镀铝、不锈钢、EVOH或PVDC。其中EVOH为乙烯/乙烯醇共聚物，是一种高阻隔性材料，对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用；PVDC为聚偏二氯乙烯是一种阻隔性高、韧性强以及低温热封、热收缩性和化学稳定性良好的材料，具有阻湿、阻氧、防潮、耐酸碱、耐油浸和耐多种化学溶剂等性能。

优选地，对所述隔离层的至少一个面实施化学法表面处理。

所述隔离层具有相对的两个表面，第一改性塑料层和第二改性塑料层分别设置于隔离层相对的两个表面上。

为了隔离层与改性塑料层结合的稳定化、防止溶解和进一步防止腐蚀等，优选对隔离层的至少一侧的面、进一步优选两面被施以化学法表面处理。其中化学法表面处理包括在隔离层的表面形成耐酸性覆膜或耐蚀性覆膜的处理，使得隔离层的至少一面具备化学转化处理层，例如防腐蚀处理层等。

可选地，隔离层的表面设有以导电涂料经高温固化构成的防腐蚀处理层。

可选地，作为对隔离层赋予防腐蚀性的化学法表面处理方法，可以为：通过涂覆在磷酸中分散氧化铝、氧化钛、氧化锡等金属氧化物、硫酸钡的微粒而得到的涂膜，并经过高温烧结，在隔离层的表面形成防腐蚀处理层的方法。

化学法表面处理可以通过棒涂法、辊涂法、凹版涂敷法、浸渍法等方法进行。

在一种优选的实施方式中，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；

优选地，所述相容剂包括PP－g－MAH、POE－g－MAH或PE－g－MAH中的至少一种；

优选地，所述相容剂为PE－g－MAH；

优选地，所述PE－g－MAH的接枝率为1.0％～2.2％，优选为1.2％～2.0％，进一步优选为1.5％～1.8％。

要使SAN和PC的高分子混合物具有优良的机械性能和物理性能，就需要保证混合物中各组分具有良好的相容性，整个混合物聚合物具有良好的稳定性。若混合物中各组分相容性差，不同组分仅有轻微的溶解性，组合之间具有非常大的表面应力，此时聚合物处于非平衡状态，由其制备的材料具有较差的机械性能。因此，为增加组分之间的相容性，使其具有良好的稳定性，提高材料的各种机械性能和加工性能等，本发明在该改性塑料中甄选了适宜的相容剂。

经大量的研究试验发现，马来酸酐(MAH)接枝相容剂能够更加有效的增加SAN和PC的相容性，同时还能增加聚合物的耐候性以及韧性。尤其是采用PE－g－MAH作为相容剂时，更能促进SAN和PC的良好相容性，使材料具有良好的稳定性，提高了材料的各种机械性能和加工性能等。另外，相容剂接枝率的高低也是决定共混聚合物相容性的关键之一，适宜的相容剂接枝率可以提高共混聚合物的相容性，以及耐热性、耐候性和耐腐蚀性。本发明中，PE－g－MAH的接枝率典型但非限制的可以为1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％或2.2％。在上述范围内的PE－g－MAH的接枝率，有助于提高改性塑料的各种力学性能等。

在一种优选的实施方式中，所述助剂包括抗氧剂。

本发明的改性塑料中的助剂优选添加的是抗氧剂，所述抗氧剂包括但不限于抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂619F、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂702、抗氧剂1171、抗氧剂BHT或抗氧剂DLTP中一种或两种以上的混合物。当然，所述助剂还可以包括本领域常用的其他类型的助剂，例如抗静电剂、稳定剂、阻燃剂、颜料、填料、增强剂和细微的无机化合物等。

本发明对于添加的助剂类型没有特别限制，上述助剂可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用，助剂的添加量为微量(0.1phr左右)即可。

在一种优选的实施方式中，所述第一改性塑料层和第二改性塑料层的层数各自独立地为1～20层，优选为1～12层。例如，第一改性塑料层的层数典型但非限制的为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、18或20；第二改性塑料层的层数典型但非限制的为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、18或20。

目前常用的电池包装材料中，各材料的层数通常为1－5层，而本发明的包装壳材料可以设置为更多层的改性塑料层和隔离层，层数可达到10层以上甚至更多层，并且当总层数在10层及以上时整个包装壳材料仍具有良好的性能，能够保证电池的整体电化学性能；应用灵活性更好，实用性更强。

在一种优选的实施方式中，所述第一改性塑料层和隔离层之间具有粘接层；和/或，

所述第二改性塑料层和所述隔离层之间具有粘接层。

本发明的电池包装壳材料中，在第一改性塑料层和隔离层之间，也可以以提高他们之间的粘接性为目的的根据需要设置粘接层；另外，在第二改性塑料层和隔离层之间，也可以以提高他们之间的粘接性为目的的根据需要设置粘接层。对于粘接层的厚度，例如可以为2μm以上40μm以下，优选为3μm以上20μm以下。

可以理解的是，上述粘接层可以设置或不设置，其是为了改性塑料层和隔离层的结合而根据需要设置的层。对于用于形成粘接层的粘接剂的粘接机制也没有特殊限制，化学反应型、溶剂挥发型、热熔融型、热压型等任意方式均可。

在一种优选的实施方式中，所述第一改性塑料层的厚度为10～150μm，优选为20～100μm，进一步优选为30～60μm；

优选地，所述隔离层的厚度为5～100μm，优选为10～80μm，进一步优选为20～40μm；

优选地，所述第二改性塑料层的厚度为10～150μm，优选为20～100μm，进一步优选为30～60μm。

优选地，改性塑料层和隔离层的总厚度为100～200μm，优选为120～190μm，进一步优选为150～180μm。

在上述厚度范围内的改性塑料层和隔离层，可以赋予该电池包装壳材料充分的机械强度，在使用二次电池等电池时，可以提到电池的耐久性；另外，还可以赋予其充分的拉伸加工性。

本发明中的第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层可以为一种或多种材质形成的单层或多层结构，其厚度可以根据实际应用需求相适应的设置。

优选地，所述的电池包装壳材料为二次电池用的包装材料。

本发明的可选实施方式中，该电池包装壳材料还可以包括密封剂层、剥离剂层和保护层，其中的剥离剂层和保护层依次由上而下相贴置，且位于第一改性塑料层或第二改性塑料层的外侧。通过上述这些辅助层的设置，可改善电池包装壳材料的外观、密封性、绝缘屏蔽等。

第二方面，在至少一个实施例中提供一种电池壳体，具有收纳电池的内部空间，采用上述的电池包装壳材料制备得到。

对本发明所提供的电池壳体的形态没有特殊限制，本领域常用的即可，例如扣式、平板状、圆柱状等形态均可。

可选地，该壳体具有外壳和用于容纳各个电池的内插部件。

该电池壳体与前述电池包装壳材料是基于同一发明构思的，因而该电池壳体至少具有前述电池包装壳材料的所有效果，在此不再赘述。

第三方面，在至少一个实施例中提供一种电池壳体的制备方法，通过挤出成型或注塑成型的方法制备得到；或，

通过在所述隔离层的两个面分别涂覆第一改性塑料层和第二改性塑料层的方法制备得到。

对于所述电池壳体的制备方法不做过多的限定，采用本领域常用的挤出成型或注塑成型等方式即可。

该制备方法简单，生产效益高，无需复杂的设备系统，对设备要求低，容易实现工业化大规模生产，具有工业实用性。

上述“涂覆”的方式包括但不限于浸涂、喷涂、淋涂、滚涂或旋涂。

优选地，所述改性塑料层的制备方法包括：

将SAN、PC、相容剂和任选的助剂干燥后混合，经挤出、造粒、冷却、切粒和干燥后注塑成型，得到改性塑料层。

进一步的，将配方量的SAN、PC、相容剂和任选的助剂干燥后用高速混合机混合，然后经双螺杆挤出机挤出、造粒，冷却后经牵引、切粒和干燥后加入到NG120－A塑料注塑成型机中，得到改性塑料层。

第四方面，在至少一个实施例中提供一种电池，具有所述的电池壳体、正极、负极和电解质。

可以理解的是，对于该电池中的正极、负极和电解质没有特别限制，可采用本领域电池常用的正极、负极和电解质。

由于该电池具有上述电池壳体，进而促进了电池具有极高的阻隔性、较低的吸水性、优异的耐电解液稳定性、耐热性、电绝缘性和腐蚀性等，保证了电池的安全性，延长了电池的使用寿命。

下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置，各层的厚度依次为50μm、20μm和50μm，各层的层数均为1层；

其中，改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 75份、PC 20份、PE－g－MAH 5份和抗氧剂0.1份；PE－g－MAH的接枝率为1.2％；

隔离层为镀铝。

实施例2

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置，各层的厚度依次为60μm、15μm和40μm，各层的层数均为1层；

其中，改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 65份、PC 30份、PE－g－MAH 5份和抗氧剂0.1份；PE－g－MAH的接枝率为1.2％；

隔离层为镀铝。

实施例3

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置，各层的厚度依次为30μm、10μm和50μm，各层的层数均为1层；

其中，改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 55份、PC 40份、PE－g－MAH 5份和抗氧剂0.1份；PE－g－MAH的接枝率为1.2％；

隔离层为不锈钢。

实施例4

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置，各层的厚度依次为60μm、28μm和60μm，各层的层数均为1层；

其中，改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 80份、PC 12份、PE－g－MAH 8份和抗氧剂0.15份；PE－g－MAH的接枝率为1.2％；

隔离层为不锈钢。

实施例5

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，隔离层位于第一改性塑料层和第二改性塑料层之间，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层的厚度依次为50μm、10μm和30μm，各层的层数分别为1层、2层和2层；

其余均与实施例1相同。

实施例6

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置，各层的厚度依次为20μm、15μm和20μm，各层的层数分别为5层、1层和5层；

其余均与实施例2相同。

实施例7

一种电池包装壳材料，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，隔离层位于第一改性塑料层和第二改性塑料层之间，第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层的厚度依次为40μm、9μm和21μm，各层的层数分别为2层、4层和3层；

其余均与实施例3相同。

实施例8－9

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别仅在于：

PE－g－MAH的接枝率分别为1.5％和1.8％。

实施例10

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别仅在于：

将PE－g－MAH替换为POE－g－MAH，POE－g－MAH的接枝率为1.5％。

实施例11－12

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别仅在于：

隔离层分别为EVOH和PVDC。

实施例13

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别仅在于：

对于隔离层镀铝的两个面施加了防腐蚀表面处理。

实施例14

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别仅在于：

第一改性塑料层和隔离层之间具有粘接层，第二改性塑料层和隔离层之间具有粘接层。

实施例15

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别仅在于：

改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN 60份、PC 32份、PE－g－MAH 7份、抗氧剂0.1份、抗静电剂0.05份和阻燃剂0.05份。

采用实施例1－15中的电池包装壳材料制备而成的电池用外包装壳体，可通过挤出成型或注塑成型的方法制备得到。

其中，改性塑料层的制备方法包括：将配方量的SAN、PC、相容剂和助剂干燥后用高速混合机混合，然后经双螺杆挤出机挤出、造粒，冷却后经牵引、切粒和干燥后加入到NG120－A塑料注塑成型机中，得到改性塑料层。

对比例1

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别在于改性塑料层：

改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN48份、PC46份、相容剂15份和抗氧剂0.1份；

本对比例中，改性塑料层中的主要物质含量不在本发明所提供的范围内。

对比例2

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别在于改性塑料层：

改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN 65份、PC 35和抗氧剂0.1份；

本对比例的改性塑料层中省略了相容剂PE－g－MAH。

对比例3

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别在于改性塑料层；

本对比例的改性塑料层中相容剂PE－g－MAH的接枝率为0.8％。

对比例4

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别在于改性塑料层；

本对比例中的改性塑料层采用的是现有技术中的ABS塑料。

对比例5

一种电池包装壳材料，与实施例1的区别在于改性塑料层；

本对比例中的改性塑料层采用的是现有技术中的PP塑料。

性能测试

分别对实施例1－15和对比例1－5中的电池包装壳材料进行了相关的拉伸强度、冲击强度、热封强度性能等测试，性能测试结果如表1所示。

表1 性能测试结果

其中的热封强度测试方法为：将样品的改性塑料层对隔离层依封装条件180℃＊4sec＊0.6MP进行热封，然后以拉力试验机测试接着强度(N/15mm)，本项测试评估样品热封强度，热封强度愈高，电解液愈不会外漏。剥离强度的测试方法为：将样品切15mm宽小片放入电解液中，电解液成分为(EC：DEC＝1：1，1M LiPF₆)，85℃下密闭浸泡4小时，评估改性塑料层和隔离层之间的剥离强度。

另外，还对各实施例和对比例的电池包装壳材料进行了水蒸气阻隔性能、氧气阻隔性能和抗电解液性能等的相关性能测试，测试结果如表2所示。

表2 性能测试结果

其中的耐电解液性的测试方法为：按照GB8808－88测得的样品浸85℃电解液7天后的耐电解液性。封包性的评估方法为：将样品注入电解液(EC：DEC＝1：1，1M LiPF₆)，热封后保存一个月，确认有无电解液泄漏。

由表1和表2可以看出，本发明的电池包装壳材料具有一定的强度、良好的耐冲击性，具有较高的水蒸气阻隔性能和氧气阻隔性能，并能有效电解液的泄漏，保证电池的安全性，综合性能优异。而通过实施例和对比例份对比分析也可以看出，改变改性塑料层中各组分的含量使其不在本发明的保护范围内，或者省略其中的任一种组分，或者采用现有技术中的常用ABS塑料等材料，均会使电池包装壳材料的性能下降，耐电解液性能等较差。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池包装壳材料，其特征在于，包括隔离层和包含第一改性塑料层和第二改性塑料层的改性塑料层，所述第一改性塑料层、隔离层和第二改性塑料层依次层叠设置；

所述改性塑料层包括如下组分：SAN、PC、相容剂和任选的助剂。

2.根据权利要求1所述的电池包装壳材料，其特征在于，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN50～100份、PC0.1～45份、相容剂1～8份和助剂0～1份；

优选地，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN50～90份、PC8～44份、相容剂2～6份和助剂0.05～0.3份；

优选地，所述改性塑料层包括按重量份数计的如下组分：

SAN55～75份、PC20～40份、相容剂3～5份和助剂0.1～0.2份。

3.根据权利要求1或2所述的电池包装壳材料，其特征在于，所述隔离层包括塑料、金属、合金或金属复合物中的至少一种；

优选地，所述隔离层由镀铝、不锈钢、EVOH、PVDC、PLA、PA、HDPE、PE－RT或PE－X中的至少一种形成；或，

所述隔离层由至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的合金形成；或，

所述隔离层为至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的金属复合物形成；

优选地，对所述隔离层的至少一个面实施化学法表面处理。

4.根据权利要求1或2所述的电池包装壳材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；

优选地，所述相容剂包括PP－g－MAH、POE－g－MAH或PE－g－MAH中的至少一种；

优选地，所述相容剂为PE－g－MAH；

优选地，所述PE－g－MAH的接枝率为1.0％～2.2％，优选为1.2％～2.0％，进一步优选为1.5％～1.8％。

5.根据权利要求1或2所述的电池包装壳材料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂。

6.根据权利要求1或2所述的电池包装壳材料，其特征在于，所述第一改性塑料层和第二改性塑料层的层数各自独立地为1～20层，优选为1～12层。

7.根据权利要求1或2所述的电池包装壳材料，其特征在于，所述第一改性塑料层和隔离层之间具有粘接层；和/或，

所述第二改性塑料层和所述隔离层之间具有粘接层；

优选地，所述第一改性塑料层的厚度为10～150μm；

优选地，所述隔离层的厚度为5～100μm；

优选地，所述第二改性塑料层的厚度为10～150μm。

8.一种电池壳体，具有收纳电池的内部空间，其特征在于，采用权利要求1～7任一项所述的电池包装壳材料制备得到。

9.如权利要求8所述的电池壳体的制备方法，其特征在于，通过挤出成型或注塑成型的方法制备得到；或，

通过在所述隔离层的两个面分别涂覆第一改性塑料层和第二改性塑料层的方法制备得到；

优选地，所述改性塑料层的制备方法包括：

将SAN、PC、相容剂和任选的助剂干燥后混合，经挤出、造粒、冷却、切粒和干燥后注塑成型，得到改性塑料层。

10.一种电池，其特征在于，具有权利要求8所述的电池壳体、正极、负极和电解质。