CN111052435A - 用于柔性二次电池的封装及包括该封装的柔性二次电池 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于柔性二次电池的封装，该封装包括：第一聚合物树脂层；形成在所述第一聚合物树脂层上并且阻断水分和气体的阻挡层；和形成在所述阻挡层上的第二聚合物树脂层，其中所述阻挡层进一步包括位于其至少一个表面上的包括聚对二甲苯(parylene)的聚对二甲苯层，并且所述聚对二甲苯层具有0.1μm至2.5μm的厚度。还提供了一种包括该封装的柔性二次电池。

Description

用于柔性二次电池的封装及包括该封装的柔性二次电池
技术领域
本公开内容涉及一种用于柔性二次电池的封装及包括该封装的柔性二次电池。更具体来说，本公开内容涉及一种可防止由重复弯曲环境下产生的拉伸应力和压缩应力引起的破裂的用于柔性二次电池的封装及包括该封装的柔性二次电池。
本申请要求于2018年3月30日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0037437号的优先权，通过引用将包括说明书和附图在内的该韩国专利申请的公开内容并入本文。
背景技术
随着技术发展和对移动设备的需求增加，二次电池作为能源的需求日益增长。在这种二次电池之中，已对具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池进行了深入研究，并且锂二次电池已得到商业化且被广泛使用。
根据其中容纳有正极/隔板/负极的电极组件的电池壳体的形状，二次电池一般分为圆柱形电池、棱柱形电池和袋型电池。随着装置趋向于尺寸减小，对棱柱形电池和袋型电池的需求显著增加。
一般来说，棱柱形电池通过这样的方式来制造，即将正极/隔板/负极的果冻卷型电极组件或堆叠电极组件置入由金属材料制成的棱柱形电池壳体中，用顶盖覆盖开放的顶部，通过设置在顶盖上的电解质入口将电解质注入其中，并且进行密封。
此外，袋型电池被制造为具有通过将电极组件置入到由层压片制成的袋壳体中并且通过热熔合密封其外周边而获得的结构。
另外，由于使用这种电池的装置多种多样，所以除了长方体形状之外，电池也被制造成具有各种形状。
例如，在智能电话的情况下，智能电话的侧面形状可以是曲形的以改善抓握感。当使用柔性显示器时，柔性显示器可被弯曲或可以是曲形的。因而，已对曲形电池或具有柔性结构的电池进行了持续研究。
用于保护这种柔性电池而配置的封装需要同时具有柔性和阻断水分的特性。当使用由常规聚合物材料制成的管式封装时，水分或空气可能会通过聚合物的微孔渗透到封装中，从而引起对电池中存在的电解质的污染，导致电池性能下降。
为了克服上述问题，可使用由金属箔层形成的封装。然而，由于金属箔层自身的刚性，当弯曲电池时，电池没有被完全弯曲，而金属箔层的表面却破裂或显示出褶皱。结果，可能会出现诸如金属箔层被撕裂之类的一些问题。
发明内容
技术问题
本公开内容旨在提供一种即使在重复弯曲的环境下，也允许稳定操作而没有任何封装故障并且防止由拉伸应力和压缩应力引起的破裂的用于柔性二次电池的封装及包括该封装的柔性二次电池。
技术方案
在本公开内容的一个方面中，提供了一种如下面的实施方式中任一个限定的用于柔性二次电池的封装。
根据第一实施方式，提供了一种用于柔性二次电池的封装，包括：第一聚合物树脂层；形成在所述第一聚合物树脂层上并且阻断水分和气体的阻挡层；和形成在所述阻挡层上的第二聚合物树脂层，其中所述阻挡层进一步包括位于其至少一个表面上的包括聚对二甲苯(parylene)的聚对二甲苯层，并且所述聚对二甲苯层具有0.1μm至2.5μm的厚度。
根据第二实施方式，提供了一种如第一实施方式限定的用于柔性二次电池的封装，其中聚对二甲苯(parylene)是聚对二甲苯-C(parylene-C)。
根据第三实施方式，提供了一种如第一实施方式或第二实施方式限定的用于柔性二次电池的封装，其中所述第一聚合物树脂层包括选自由聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚醚树脂、氰基丙烯酸酯树脂、有机钛基树脂、聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂和硅树脂构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的混合物。
根据第四实施方式，提供了一种如第一实施方式至第三实施方式中的任一个限定的用于柔性二次电池的封装，其中所述阻挡层包括金属箔层、无机层、或聚合物与金属颗粒的复合物。
根据第五实施方式，提供了一种如第四实施方式限定的用于柔性二次电池的封装，其中所述金属箔层包括选自由铁、碳、铬、锰、镍、铜、银、金和铝构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的合金。
根据第六实施方式，提供了一种如第一实施方式至第五实施方式中的任一个限定的用于柔性二次电池的封装，其中所述第二聚合物树脂层包括选自由聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚醚树脂、氰基丙烯酸酯树脂、有机钛基树脂、聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂和硅树脂构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的混合物。
根据第七实施方式，提供了一种如第一实施方式至第六实施方式中的任一个限定的用于柔性二次电池的封装，其中所述聚对二甲苯层具有2μm至2.5μm的厚度。
根据第八实施方式，提供了一种如第一实施方式至第七实施方式中的任一个限定的用于柔性二次电池的封装，其中在所述阻挡层与所述第一聚合物树脂层接触的表面和所述阻挡层与所述第二聚合物树脂层接触的表面中的至少一个表面上进一步形成有粘合剂层。
根据第九实施方式，提供了一种如第一实施方式至第八实施方式中的任一个限定的用于柔性二次电池的封装，所述封装在重复5R弯曲试验100次之前和之后显示出1-15％的水蒸气透过率的变化，
并且所述水蒸气透过率的变化通过下式计算，水蒸气透过率的变化(％)＝[(弯曲之后的水蒸气透过率–弯曲之前的水蒸气透过率)/(弯曲之前的水蒸气透过率)]×100。
在本公开内容的另一个方面中，还提供了一种如下面的实施方式限定的柔性二次电池。
根据第十实施方式，提供了一种柔性二次电池，所述柔性二次电池包括柔性电极组件和用于容纳所述柔性电极组件的封装，其中所述封装是如第一实施方式至第九实施方式中的任一个限定的用于柔性二次电池的封装。
有益效果
根据本公开内容的实施方式，用于柔性二次电池的封装包括阻断水分和气体的阻挡层，因而可防止对柔性二次电池中存在的电解质的污染，从而防止电池性能下降，并且可保持柔性二次电池的机械强度。
此外，用于柔性二次电池的封装进一步包括聚对二甲苯层，聚对二甲苯层能够增强阻挡层的机械刚性和柔性，因而可进一步增强防止水分渗透的效果和所述柔性二次电池的柔性。
附图说明
附图图解了本公开内容的优选实施方式，并且与前述公开内容一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，因而本公开内容不被解释为限于附图。
图1是图解根据相关技术一实施方式的用于柔性二次电池的封装的示意性剖面图。
图2是图解根据本公开内容一实施方式的用于柔性二次电池的封装的示意性剖面图。
图3是图解根据相关技术另一实施方式的用于柔性二次电池的封装的示意性剖面图。
图4是图解根据本公开内容另一实施方式的用于柔性二次电池的封装的示意性剖面图。
图5是图解根据相关技术又一实施方式的用于柔性二次电池的封装的示意性剖面图。
图6是图解根据本公开内容又一实施方式的用于柔性二次电池的封装的示意性剖面图。
图7是图解根据实施例1的用于柔性电池的封装在弯曲试验之后的外观的照片。
图8是图解根据比较例1的用于柔性电池的封装在弯曲试验之后的外观的照片。
图9是图解根据比较例2的用于柔性电池的封装在弯曲试验之后的外观的照片。
图10是图解根据比较例3的用于柔性电池的封装在弯曲试验之后的外观的照片。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是应在允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则的基础上基于与本公开内容的技术方面对应的含义和概念来解释。
因此，本文提出的描述仅是用于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开内容的范围，因此应当理解，在不背离本公开内容的范围的情况下，可以对其做出其他等同和修改。
图1、图3和图5每个都是图解根据相关技术的用于二次电池的封装的示意性剖面图，图2、图4和图6每个都是图解根据本公开内容的实施方式的用于二次电池的封装的示意性剖面图。
参照图1、图3和图5，根据相关技术的用于柔性二次电池的封装包括：第一聚合物树脂层11；形成在第一聚合物树脂层11上并且阻断水分和气体的阻挡层12；和形成在阻挡层12上的第二聚合物树脂层13，其中阻挡层12可以可选地由两层形成，或者可在阻挡层12与第二聚合物树脂层13之间进一步插入粘合剂层14。
参照图2、图4和图6，根据本公开内容实施方式的用于柔性二次电池的封装100包括：第一聚合物树脂层110；形成在第一聚合物树脂层110上并且阻断水分和气体的阻挡层120；和形成在阻挡层120上的第二聚合物树脂层130，封装进一步包括位于阻挡层120的至少一个表面上的包括聚对二甲苯(parylene)的聚对二甲苯层121。此外，用于柔性二次电池的封装可进一步包括在阻挡层120与第二聚合物树脂层130之间的粘合剂层140。
下文中，将更详细地解释每一层。
根据本公开内容的用于柔性二次电池的封装100包括阻断水分和气体的阻挡层。因而，用于柔性二次电池的封装可防止对柔性二次电池中存在的电解质的污染和电池性能的劣化，并且可保持柔性二次电池的机械强度。
此外，用于柔性二次电池的封装还进一步包括聚对二甲苯层121，聚对二甲苯层121能够增强阻挡层120的机械刚性和柔性，因而可进一步增强防止水分渗透的效果和所述柔性二次电池的柔性。
根据相关技术，将诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或尼龙之类的材料作为防止阻挡层破裂的保护层附接到阻挡层的一个表面上。然而，在重复弯曲的情况下，难以防止由应力引起的破裂。此外，存在的问题是电池性能由于由此引起的水分渗透而降低。然而，根据本公开内容，在阻挡层120的至少一个表面上进一步设置聚对二甲苯层121，从而可克服上述问题。
在此，聚对二甲苯层121可具有0.1-2.5μm的厚度，特别是0.1-2μm、0.5-2μm、或2-2.5μm。当厚度大于以上限定范围时，就聚对二甲苯的物理性质而言结晶度增加并且脆性也不期望地增加。当厚度小于以上限定范围时，不能实现形成聚对二甲苯层的目的。
此外，形成聚对二甲苯层121的聚对二甲苯(parylene)可包括聚对二甲苯-N(parylene-N)、聚对二甲苯-C(parylene-C)、聚对二甲苯-D(parylene-D)、聚对二甲苯-HT(parylene-HT)等等。其中，最优选的是具有最低气体渗透性的聚对二甲苯-C(parylene-C)。
在此，可利用可聚合成聚对二甲苯的诸如对二甲苯之类的单体作为待聚合的材料通过气相沉积工艺形成聚对二甲苯层。特别是，聚对二甲苯层可通过包括以下步骤的方法形成：蒸发聚对二甲苯二聚体(对二甲苯等)粉末以形成气态的聚对二甲苯二聚体；将气态的聚对二甲苯二聚体热解以产生聚对二甲苯单体；和将聚对二甲苯单体供应到气相沉积室，使得可以以聚合物的状态将聚对二甲苯单体沉积在待涂覆的物体上，从而形成作为聚对二甲苯聚合物膜的聚对二甲苯层。
根据本公开内容实施方式，在蒸发步骤中，可在10-3至1托的真空下将聚对二甲苯二聚体粉末加热到105℃或更高的温度、或大约150℃的温度，使得聚对二甲苯二聚体可升华成气态而不是被熔化。然后，在热解步骤中，将通过蒸发步骤引入的聚对二甲苯二聚体热解以产生聚对二甲苯单体(高反应性的对二甲苯自由基等，作为中间产物)。特别是，为了能够提供具有高的聚对二甲苯单体的产率的热解反应，可将聚对二甲苯二聚体加热至约650℃或更高。在沉积步骤中，将通过热解步骤引入的聚对二甲苯单体在真空(例如0.1-2托)下以室温沉积在待涂覆的物体上，以形成作为聚对二甲苯聚合物膜的聚对二甲苯层。
根据本公开内容，第一聚合物树脂层110用作能够与容纳在封装中的电极组件粘合的层。第一聚合物树脂层可包括选自由聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚醚树脂、氰基丙烯酸酯树脂、有机钛基树脂、聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂和硅树脂构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的混合物。优选地，可使用流延聚丙烯(CPP)。
在此，第一聚合物树脂层110也可用作热收缩管层。热收缩管是一种在加热时收缩的管，其没有间隙地紧密地包裹具有不同形状或尺寸的端子或材料，热收缩管通常由聚合物树脂制成，并且用于绝缘或其它应用。作为热收缩管，适于本公开内容目的的任何热收缩管都可从市售的具有各种材料和形状的热收缩管容易地获得和使用。在此，需要将收缩过程期间的温度设定成低温，使得二次电池不会被热损坏。通常，要求在70-200℃或70-120℃的温度下完成收缩。
此外，第一聚合物树脂层110具有优选为约15-500μm的厚度。关于第一聚合物树脂层110的厚度，最小厚度应当为15μm或更大，以便保持作为密封材料的粘合强度。优选地，考虑到电池的单位体积容量，第一聚合物树脂层的厚度为500μm或更小。
另外，阻挡层120可以是包括金属箔层、无机层、或聚合物与金属颗粒的复合物的层。
在此，金属箔层可包括选自由铁、碳、铬、锰、镍、铜、银、金和铝构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的合金。
此外，无机层是包括诸如SiO2、Al2O3、MgO、BaTiO3、ZrO2和ZnO之类的无机颗粒的层，无机颗粒可具有1nm至5μm的平均粒径。由于阻挡层包括无机颗粒，因此可进一步提高电池中的绝缘效果。还可抑制水分渗透到电池中，并且最小化电池中电解质成分的污染，从而防止电池性能下降。
此外，在聚合物与金属颗粒的复合物中，聚合物可由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate)、聚酯(polyester)、聚缩醛(polyacetal)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚醚酮(polyetheretherketone)、聚醚砜(polyethersulfone)、聚苯醚(polyphenyleneoxide)、聚苯硫醚(polyphenylenesulfide)和聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate)构成的组中的任意一种而形成，或它们中的两种或多种的混合物。此外，金属颗粒可以是选自由铁、碳、铬、锰、镍、铜、银、金和铝构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的合金。
阻挡层120可具有1-30μm，优选地3-20μm的厚度。在上述限定范围内，阻挡层可在防止由外部刺激引起的破裂的同时阻断水分。
此外，阻挡层120可形成为在第一聚合物树脂层110与第二聚合物树脂层130之间的单层、或两层以上的层。
另外，第二聚合物树脂层130由能够防止阻挡层120破裂的材料制成。第二聚合物树脂层可包括选自由聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚醚树脂、氰基丙烯酸酯树脂、有机钛基树脂、聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂和硅树脂构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的混合物。优选地，可使用尼龙树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
此外，第二聚合物树脂层130可具有优选为约5-50μm的厚度。第二聚合物树脂层130起到保护封装材料的外部或通过在变形时的弹性恢复来保持电池的形状的作用。当第二聚合物树脂层的厚度小于5μm时，不能保持刚性。当第二聚合物树脂层的厚度大于50μm时，可能会不期望地降低电池的单位体积容量。
另外，根据本公开内容，包括聚对二甲苯层121的阻挡层120可进一步包括形成在与第一聚合物树脂层110接触的表面上或形成在与第二聚合物树脂层130接触的表面上的粘合剂层140，使得可进一步提高第一聚合物树脂层110或第二聚合物树脂层130与阻挡层120之间的粘合力。虽然在图6中粘合剂层140插置在阻挡层120与第二聚合物树脂层130之间，但是粘合剂层也可插置在聚对二甲苯层121与第一聚合物树脂层110之间。此外，粘合剂层140不仅可插置在聚对二甲苯层121与第一聚合物树脂层110之间，还可插置在阻挡层120与第二聚合物树脂层130之间。
可通过使用常规粘合剂来形成粘合剂层。例如，可通过施加例如流延聚丙烯酸酯基粘合剂来形成粘合剂层。
根据本公开内容的实施方式中，由于用于柔性二次电池的封装进一步包括能够增强阻挡层的机械刚性和柔性的聚对二甲苯层，因此其特征在于更强的防止水分渗透特性。
可通过重复5R弯曲试验100次之前和之后的水蒸气透过率的变化来确定用于柔性二次电池的封装的这种优异的防止水分渗透特性。重复5R弯曲试验100次之前和之后的用于柔性二次电池的封装的水蒸气透过率的这种变化可以是1-15％、5-15％、5.6-14.8％或5.6-9.2％。当水蒸气透过率的变化满足以上限定范围时，用于柔性二次电池的封装具有优异的机械刚性和柔性，因而即使在重复弯曲试验100次之后，封装表面上也几乎不产生裂纹。这表明所述用于柔性二次电池的封装具有防止水分渗透的优异效果。
在此，5R弯曲试验是这样的试验，在该试验中，使用具有半径为5mm的圆形截面的棒(bar)，将用于柔性二次电池的封装沿棒的圆周弯曲然后展开为1个循环，并且将这样的循环以预定的循环数量进行重复。
水蒸气透过率的变化通过以下公式计算：
水蒸气透过率的变化＝[(弯曲之后的水蒸气透过率–弯曲之前的水蒸气透过率)/(弯曲之前的水蒸气透过率)]×100
另外，在本公开内容的另一方面中，提供了一种包括柔性电极组件和容纳所述柔性电极组件的封装在内的柔性二次电池，其中封装是根据本公开内容的柔性二次电池的上述封装。
根据本公开内容，柔性电极组件可包括正极、负极和插置在两个电极之间的隔板。在此，柔性电极组件可具有包括一个正极和一个负极被插置于其间的隔板卷绕的结构，或其中多个正极和多个负极用插置于其间的隔板一起堆叠的结构。此外，柔性电极组件可以是包括内部电极、隔板和外部电极的柔性电极组件。
下文中将更充分地描述实施例，从而可容易地理解本公开内容。然而，以下实施例可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于其中阐述的示例性实施方式。相反，提供这些示例性实施方式使得本公开内容将是透彻且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本公开内容的范围。
实施例1
制备具有20μm的厚度的流延聚丙烯(CPP)膜作为第一聚合物树脂层，并且通过流延工艺将聚丙烯酸酯基粘合剂以2μm的厚度施加到流延聚丙烯(CPP)膜上以形成粘合剂层。然后，将具有15μm的厚度的铝(Al)箔附接到其上作为阻挡层。之后，通过使用沉积室在铝箔上形成厚度为2μm的聚对二甲苯层(聚对二甲苯-C)。在此，聚对二甲苯层是通过以下的方式形成的，即将对二甲苯二聚体装载到沉积室的蒸发器中，在1托下于150℃气化该二聚体以产生气态的聚对二甲苯二聚体，在0.5托下以680℃将气态的二聚体热解以产生聚对二甲苯单体，并在0.1托下以25℃进行气相沉积20分钟。然后，通过流延工艺在聚对二甲苯层上以2μm的厚度施加聚丙烯酸酯类粘合剂以形成粘合剂层，并在其上附接具有25μm的厚度的尼龙膜作为第二聚合物树脂层，从而获得用于柔性二次电池的封装。
实施例2
除了通过进行气相沉积1分钟而形成厚度为0.1μm的聚对二甲苯层之外，以与实施例1相同的方式获得用于柔性二次电池的封装。
实施例3
除了通过进行气相沉积25分钟而形成厚度为2.5μm的聚对二甲苯层之外，以与实施例1相同的方式获得用于柔性二次电池的封装。
比较例1
除了没有形成聚对二甲苯层之外，以与实施例1相同的方式获得用于柔性二次电池的封装。
比较例2
除了通过进行气相沉积30秒而形成厚度为0.05μm的聚对二甲苯层之外，以与实施例1相同的方式获得用于柔性二次电池的封装。
比较例3
除了通过进行气相沉积50分钟而形成厚度为5μm的聚对二甲苯层之外，以与实施例1相同的方式获得用于柔性二次电池的封装。
物理性能评价
弯曲之前和弯曲之后的水蒸气透过率(WVTR，Water Vapor Transmission Rate)的评价
(1)弯曲之前的水蒸气透过率的评价
将根据实施例1-3和比较例1-3的每个用于柔性二次电池的封装切割成108mm×108mm的尺寸，并且安装在水蒸气透过率测试仪(型号名称：SJTM-014，可购自SEJINTECHNOLOGY)内部。然后，将不含水蒸气的干燥氮气引入到用于柔性二次电池的封装的一个表面，并且将水蒸气引入到用于柔性二次电池的封装的另一个表面。在此，将引入各自气体的两个空间彼此隔离，使得引入到用于柔性二次电池的封装的两侧的气体不会彼此混合。另外，在测试期间，将温度设定为38℃并将湿度设定为100％RH，保持条件。然后，使用湿度传感器测量在引入干燥氮气的表面处的水蒸气的量24小时。将水蒸气的量除以表面的面积，得到24小时通过袋膜透过的每单位面积的水蒸气的量，将其作为水蒸气透过率(WVRT)进行评价。结果在下表1中示出。
(2)弯曲之后的水蒸气透过率的评价
通过重复5R弯曲试验100次来测试实施例1-3和比较例1-3的每个用于柔性二次电池的封装，并且在上述条件下评价水蒸气透过率。结果在下表1中示出。在此，5R弯曲试验是这样的试验，在该试验中，使用具有半径为5mm的圆形截面的棒，将用于柔性二次电池的封装沿棒的圆周弯曲然后展开为1个循环，并且这样的循环以预定的循环数量进行重复。
(3)水蒸气透过率的变化
根据下式计算水蒸气透过率的变化。结果在下表1中示出。
水蒸气透过率的变化＝[(弯曲之后的水蒸气透过率–弯曲之前的水蒸气透过率)/(弯曲之前的水蒸气透过率)]×100
[表1]
Figure BDA0002401383400000121
参照表1，在进行弯曲试验100次之后，根据实施例1-3的每个用于柔性二次电池的封装在弯曲之前和弯曲之后显示出约15％以下的非常之低的水蒸气透过率(WVTR)的变化。相反，根据比较例1-3的每个用于柔性二次电池的封装在弯曲之前和弯曲之后显示出60％以上的非常之高的WVTR的变化。换句话说，根据实施例1-3的每个用于柔性二次电池的封装都包括具有最佳厚度的聚对二甲苯层，以增强阻挡层的机械刚性和柔性，因而在进行弯曲试验100次之后，封装表面上几乎不产生裂纹，从而提供了防止水分渗透的增强效果。然而，由于比较例1-3没有聚对二甲苯层或具有超出最佳厚度范围的聚对二甲苯层，因而在弯曲试验之后在封装表面上产生大量的裂纹，导致WVTR显著增加。
(4)弯曲之后的外观观察
使用根据实施例1和比较例1-3的每个用于柔性二次电池的封装来提供柔性二次电池。进行5R弯曲试验10次之后，观察各柔性二次电池的外观。结果在图7至图10中示出。
在此，柔性二次电池按下面的方式获得。
首先，制备包含石墨/Denka黑/聚偏二氟乙烯(PVdF)(＝70/5/25wt％)的浆料，并且将浆料涂覆在具有250μm的厚度的Cu线上，以提供具有石墨电极层的线型电极。将如上所述获得的四个线电极进行卷绕以形成具有弹簧状形状的开放结构的内部电极部分，弹簧状形状具有可将锂离子供应芯部存放于其中的内部空隙。接下来，围绕内部电极部分卷绕隔板，以形成隔板层。然后，在铝箔上形成LiCoO2/Denka黑/PVdF(＝85/5/15wt％)，将导电层浆料(Denka黑/PVdF＝40/60wt％)涂覆到电极层上，然后将作为多孔聚合物基材的无纺布网设置在导电层浆料上并干燥以获得片状外部电极。将得到的片状外部电极切割成2mm的宽度，并围绕内部电极/隔板层进行卷绕，从而获得电极组件。
在用根据实施例1和对比例1-3的每个用于柔性二次电池的封装包围电极组件的外表面之后，在50kgf下以150℃进行加热和加压3秒，使得第一聚合物树脂层粘附到电极组件(在此，用于注入电解质的入口保持在未密封状态)。然后，利用注射器通过未密封部分将非水电解质(1M LiPF6，EC/PC/DEC)注入到开放结构的内部电极支撑体的中央部分，以形成锂离子供给芯部，然后将未密封部分完全密封。然后，以130℃加热1分钟，使得用作热收缩管的第二聚合物树脂层收缩并紧密地密封，从而提供柔性二次电池。
参照图7，即使在进行5R弯曲试验10次之后，通过使用根据实施例1的用于柔性二次电池的封装所获得的柔性二次电池也没有在表面上产生裂纹。因而，可以看出封装显示出优异的柔性。相反，参照图8至图10，通过使用根据比较例1-3的每个用于柔性二次电池的封装所获得的柔性二次电池显示出较差的柔性，因而在进行5R弯曲试验10次之后在表面上引起明显的裂纹。
应当理解的是，仅以举例说明的方式给出详细描述，并且在不背离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出各种变化和修改。因此，本文公开的实施方式并非旨在限制本公开内容的范围，而是仅出于说明目的，并且本公开内容的范围不限于此。还应当理解，本公开内容的范围由所附权利要求书限定，并且其所有等同形式也包括在本公开的范围内。
[附图标记的描述]
10、100：封装
11、110：第一聚合物树脂层
12、120：阻挡层
121：聚对二甲苯层
13、130：第二聚合物树脂层
14、140：粘合剂层

Claims (10)

1.一种用于柔性二次电池的封装，包括：
第一聚合物树脂层；
形成在所述第一聚合物树脂层上并且阻断水分和气体的阻挡层；和
形成在所述阻挡层上的第二聚合物树脂层，
其中所述阻挡层进一步包括位于其至少一个表面上的包括聚对二甲苯(parylene)的聚对二甲苯层，并且
所述聚对二甲苯层具有0.1μm至2.5μm的厚度。
2.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，其中聚对二甲苯是聚对二甲苯-C(parylene-C)。
3.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，其中所述第一聚合物树脂层包括选自由聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚醚树脂、氰基丙烯酸酯树脂、有机钛基树脂、聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂和硅树脂构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，其中所述阻挡层包括金属箔层、无机层、或聚合物与金属颗粒的复合物。
5.根据权利要求4所述的用于柔性二次电池的封装，其中所述金属箔层包括选自由铁、碳、铬、锰、镍、铜、银、金和铝构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的合金。
6.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，其中所述第二聚合物树脂层包括选自由聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚醚树脂、氰基丙烯酸酯树脂、有机钛基树脂、聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂和硅树脂构成的组中的任意一种，或它们中的两种或更多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，其中所述聚对二甲苯层具有2μm至2.5μm的厚度。
8.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，其中在所述阻挡层与所述第一聚合物树脂层接触的表面和所述阻挡层与所述第二聚合物树脂层接触的表面中的至少一个表面上进一步形成有粘合剂层。
9.根据权利要求1所述的用于柔性二次电池的封装，所述封装在重复5R弯曲试验100次之前和之后显示出1-15％的水蒸气透过率的变化，并且所述水蒸气透过率的变化通过下式计算，水蒸气透过率的变化(％)＝[(弯曲之后的水蒸气透过率–弯曲之前的水蒸气透过率)/(弯曲之前的水蒸气透过率)]×100。
10.一种柔性二次电池，所述柔性二次电池包括柔性电极组件和用于容纳所述柔性电极组件的封装，其中所述封装是如权利要求1至9中的任一项限定的用于柔性二次电池的封装。
CN201980004363.3A 2018-03-30 2019-03-29 用于柔性二次电池的封装及包括该封装的柔性二次电池 Pending CN111052435A (zh)

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