CN111628120A - 锂电池包装膜及其制备方法 - Google Patents

锂电池包装膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111628120A
CN111628120A CN202010560077.XA CN202010560077A CN111628120A CN 111628120 A CN111628120 A CN 111628120A CN 202010560077 A CN202010560077 A CN 202010560077A CN 111628120 A CN111628120 A CN 111628120A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium battery
layer
titanium dioxide
packaging film
nano titanium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010560077.XA
Other languages
English (en)
Inventor
冯成伟
崔立丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Lingpai Energy Storage Technology Co ltd
Hunan Lingpai New Energy Research Institute Co ltd
Hunan Lingpai New Energy Technology Co Ltd
Hengyang Lingpai New Energy Technology Co Ltd
Hunan Lead Power Dazhi Technology Inc
Original Assignee
Hunan Xinminya New Energy Technology Co Ltd
Sichuan Xinminya Battery Technology Co Ltd
Suzhou Lingwei New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Xinminya New Energy Technology Co Ltd, Sichuan Xinminya Battery Technology Co Ltd, Suzhou Lingwei New Energy Technology Co Ltd filed Critical Hunan Xinminya New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202010560077.XA priority Critical patent/CN111628120A/zh
Publication of CN111628120A publication Critical patent/CN111628120A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/20Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
    • C09J7/22Plastics; Metallised plastics
    • C09J7/25Plastics; Metallised plastics based on macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09J7/255Polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/38Pressure-sensitive adhesives [PSA]
    • C09J7/381Pressure-sensitive adhesives [PSA] based on macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09J7/385Acrylic polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2433/00Presence of (meth)acrylic polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2467/00Presence of polyester
    • C09J2467/006Presence of polyester in the substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本申请提供了一种锂电池包装膜及其制备方法,所述锂电池包装膜,包括:绝缘层,所述绝缘层包覆所述锂电池的外壳;纳米二氧化钛层,所述纳米二氧化钛层位于所述绝缘层上。所述制备方法包括:混合聚酯材料和导热材料,使所述绝缘材料熔融,待冷铸后形成绝缘膜;拉伸所述绝缘膜至特定厚度,形成绝缘层;在所述绝缘层上形成纳米二氧化钛层。本申请的纳米二氧化钛层可以使锂电池包装膜表面具有自清洁能力,可以省去等离子清洗工序,提高产线效率,同时避免增加等离子清洗工位,降低产线成本。

Description

锂电池包装膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及储能装置技术领域,特别涉及一种锂电池包装膜及其制备方法。
背景技术
随着环境污染的日益加剧,新能源产业越来越受到人们的关注,锂电池作为很多电子产品、储能产品及电动汽车的重要组成部分,其性能将直接影响相关产品的推广使用。按锂电池外包材料进行分类,锂电池主要可以分成金属壳锂电池和软包电池两大种类。
对于金属壳锂电池,在设计制造时需要考虑很多问题,如需要防止金属壳锂电池外部的壳体短路;金属壳锂电池要有较好的散热性能。一般解决壳体短路问题可以在金属壳锂电池的外壳表面包裹绝缘膜,且绝缘膜还需要有较好的热传导特性。目前采用的绝缘膜为聚酯膜,为了使聚酯膜能满足锂电池的性能要求,还会在聚酯膜中添加导热颗粒和助剂,助剂例如可以包括增滑剂、消光剂、着色性改良剂、颜料和增白剂、抗氧化剂、阻燃剂、辐照稳定剂等。
金属壳锂电池单体包覆绝缘膜后,不可避免的会有搬运、成品入库存储等流程操作。在金属壳锂电池单体堆叠成模组前会进行离子清洗,除去表面油脂、指印有机物等,提高绝缘膜表面能,增加涂胶后的润湿性,提高金属壳锂电池间或金属壳锂电池与隔板、端板、侧板间的剥离强度。但是在实际的生产中,需要增加等离子清洗工位,使得产线成本增加,且增加一步等离子清洗工艺,影响产线效率。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种可以防止锂电池壳体短路的锂电池包装膜,同时具有较好的热传导特性,还可以减少助剂的使用,以及可以缩短制程、提高产线效率。
为解决上述技术问题,本申请公开了一种锂电池包装膜,包括:绝缘层,所述绝缘层包覆所述锂电池的外壳;纳米二氧化钛层,所述纳米二氧化钛层位于所述绝缘层上。
在本申请实施例中,所述纳米二氧化钛层为锐钛矿型纳米二氧化钛层,或着锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层。
在本申请实施例中,所述纳米二氧化钛层的厚度为0.5μm~5μm。
在本申请实施例中,所述纳米二氧化钛层具有多孔结构。
在本申请实施例中,所述纳米二氧化钛层中的纳米二氧化钛是经离子掺杂、贵金属沉积、光敏化中的一种或多种方法进行改性获得的。
在本申请实施例中,所述绝缘膜中的导热颗粒粒径为5μm~30μm。
在本申请实施例中,所述绝缘层和锂电池的外壳之间、所述绝缘层与所述纳米二氧化钛层之间还包括粘结层。
为解决上述技术问题,本申请还公开了一种锂电池包装膜的制备方法,包括:混合绝缘材料和导热材料,使所述绝缘材料熔融,待冷铸后形成绝缘膜;拉伸所述绝缘膜至特定厚度,形成绝缘层;在所述绝缘层上形成纳米二氧化钛层。
在本申请实施例中,所述纳米二氧化钛层为锐钛矿型纳米二氧化钛层,或着为锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层。
在本申请实施例中,所述纳米二氧化钛层具有多孔结构。
与现有技术相比,本申请技术方案至少具有如下有益效果:
采用纳米二氧化钛层和绝缘层构成锂电池包装膜,其中所述纳米二氧化钛层可以使锂电池包装膜表面具有自清洁能力,避免粉尘、油污附着,保持锂电池包装膜表面的表面能,在模组堆叠前只需在线转运时对包装膜表面进行压缩空气吹扫,随即可进行涂胶,可省去等离子清洗工序,提高产线效率,同时避免增加等离子清洗工位,降低产线成本。
所述纳米二氧化钛层有着良好的综合性能,可充当增白层、抗氧化层、阻燃层、抗紫外线层、辐照稳定层,可以减少绝缘层中助剂的添加,降低原料成本,同时在制备绝缘层时利于得到混合均一的组分体系,进而减少热拉伸过程中的气泡、针孔、张力不均等异常问题。
进一步地,所述纳米二氧化钛层为多孔结构,一方面有利于保持较高的导热系数,另一方面多孔结构具有更大的比表面积,光催化分解能力更好,使包装膜表面保持较大的达因值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例锂电池包装膜的结构示意图;
图2为本申请实施例的锂电池包装膜的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且,术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请技术方案采用纳米二氧化钛层和绝缘层构成锂电池包装膜,其中所述纳米二氧化钛层一方面可以使锂电池包装膜表面保持较高的表面能,具备自清洁能力,在模组堆叠前无需进行等离子清洗工序;另一方面可以充当增白层、抗氧化层、阻燃层、抗紫外线层、辐照稳定层等,大幅度减少绝缘层中助剂的添加量,降低原料成本,同时还可以避免制备绝缘层时由于各组分分布不均导致的热拉伸过程中出现的气泡、针孔、张力不均等异常问题。
参考附图1所示,本申请技术方案提供的一种锂电池包装膜包括绝缘层10和纳米二氧化钛层20,其中,所述绝缘层10包覆所述锂电池的外壳,所述纳米二氧化钛层20位于所述绝缘层10上。
本申请实施例的绝缘层10可以是具有电绝缘性的膜层,在一些实施例中,所述绝缘层10可以是聚酯材料,所述聚酯材料可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚间苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚(对苯二甲酸环已烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸亚甲基-1,3-丙二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸异山梨醇酯、聚萘二甲酸己二醇酯、聚芳酯及其共聚物中的至少一种。例如所述绝缘层10可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯可以是先通过乙二醇与对苯二甲酸的酯交换反应,或者是通过乙二醇与对苯二甲酸二甲酯的酯交换反应,然后将所述酯化反应或酯交换反应获得的产物输送至缩聚过程发生的反应器,即可制得。
所述绝缘层10中还可以包括导热材料,所述导热材料可以使绝缘层10具有较好的热传导特性,在一些实施例中,所述导热材料可以包括氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氮化镓、砷化镓、磷化镓、锌氧化物、磷化铟、铍氧化物、镁氧化物等中的至少一种。
本申请实施例的纳米二氧化钛层20中包括纳米二氧化钛,所述纳米二氧化钛作为纳米光催化剂,可以在光的作用下催化光化学反应,当光子能量高于纳米光催化剂吸收阈值的光照射纳米光催化剂,纳米光催化剂的价带电子发生带间跃迁,产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米光催化剂表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,空穴将吸附在纳米光催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的小分子有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。
在一些实施例中,所述纳米二氧化钛层20为锐钛矿型纳米二氧化钛层,或为锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层。所述锐钛矿型纳米二氧化钛层是指包括锐钛矿型纳米二氧化钛的膜层,所述锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层是指包括锐钛矿型纳米二氧化钛和金红石型纳米二氧化钛的膜层。所述锐钛矿型纳米二氧化钛和金红石型纳米二氧化钛均具有光催化活性,其中所述锐钛矿型纳米二氧化钛的光催化活性较好,这是因为:可制备的锐钛矿型二氧化钛颗粒尺寸较小,可以更好的表现量子效应,而金红石相在热处理过程中晶粒会迅速长大,表现的量子效应较差;金红石型和锐钛矿型虽都属于正交晶系,但两者的TiO6八面体的扭曲程度不一样,金红石型是近乎完美的正交晶系,其扭曲很小,而锐钛矿的TiO6八面体有严重的扭曲,以至其对称性很差,进而导致其电子-空穴分离能力变强。因此,在所述纳米二氧化钛层20中,所述锐钛矿型纳米二氧化钛的含量越多,锂电池包装膜的表面能越低,自清洁能力越强。在一些实施例中,所述锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量分数为55%~80%。
在一些实施例中,所述纳米二氧化钛层20是使用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备的无团聚、粒度分布窄、结晶度高、各向同性的多孔薄膜,其中的纳米二氧化钛颗粒的粒径在3nm~50nm。所述纳米二氧化钛层20具有多孔结构,有利于使锂电池包装膜保持较高的导热系数,且多孔结构具有更大的比表面积,使其光催化分解能力越好,自清洁能力越强,有利于使锂电池包装膜表面保持较大的达因值。在其他实施例中,所述纳米二氧化钛层20也可以使用脉冲激光制膜(PLD)、磁控溅射物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)技术制得。
所述纳米二氧化钛层20的厚度也会影响锂电池包装膜的性能,例如会影响锂电池包装膜的电阻率、导热系数等,所述纳米二氧化钛层20越厚,锂电池包装膜的电阻率、导热系数会有所降低。因此,需要确定合适的纳米二氧化钛层厚度,在一些实施例中,所述纳米二氧化钛层20的厚度在0.5μm~5μm。
在一些实施例中,所述锐钛矿型纳米二氧化钛层中的锐钛矿型纳米二氧化钛是经离子掺杂、贵金属沉积、光敏化中的一种或多种方法进行改性获得的。在一些实施例中,所述离子掺杂可以包括Fe、V、Mo等金属掺杂,也可以包括N、C、S、F等非金属掺杂,或者多掺杂或混掺杂。
本申请实施例的纳米二氧化钛层20具有良好的综合性能,除了可以改善包装膜表面的达因值外,还可起到现有的增白层、抗氧化层、阻燃层、抗紫外线层、辐照稳定层的作用,因此,在制备绝缘层时,可以省去增白层、抗氧化层、阻燃层、抗紫外线层、辐照稳定层的原料,既可以降低原料成本,还可以简化绝缘层的配方,利于得到混合均一的组分体系,大幅度减少热拉伸过程中出现的气泡、针孔、张力不均等异常问题。
在一些实施例中,还可以在所述纳米二氧化钛层中加入增滑剂成分,使用时分散于前驱体中,以防止使用放卷时粘胶异常。所述增滑剂可选用固体石蜡等颗粒,添加比例可为前驱体质量的1%~10%。
所述绝缘层10和锂电池的外壳之间、所述绝缘层10与所述纳米二氧化钛层20之间还包括粘结层30。所述粘结层30的材料可以是具有粘接能力的树脂,例如所述粘结层30的材料为丙烯酸酯类亚敏胶,所述丙烯酸酯类亚敏胶也可以是通过酸酐改性得到的,以提高其抗蠕变性能。所述粘结层30的厚度可以为5μm~30μm。所述粘结层30的材料中还可以添加蓝色染料,即靛蓝和酞菁蓝中的一种或二种的混合物。
请参考图2,本申请技术方案还提供一种锂电池包装膜的制作方法,包括:
步骤S1:混合聚酯材料和导热材料,并使所述绝缘材料熔融,待冷铸后形成绝缘膜;
步骤S2:拉伸所述绝缘膜至特定厚度,形成绝缘层;
步骤S3:在所述绝缘层上形成纳米二氧化钛层。
在步骤S1中,所述绝缘材料赋予锂电池包装膜的电绝缘性,所述绝缘材料可以包括聚酯,所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚间苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚(对苯二甲酸环已烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸亚甲基-1,3-丙二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸异山梨醇酯、聚萘二甲酸己二醇酯、聚芳酯及其共聚物中的至少一种。在本申请实施例中,所述绝缘材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
所述导热材料可以使锂电池包装膜具有较好的散热性能,所述导热材料可以包括氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氮化镓、砷化镓、磷化镓、锌氧化物、磷化铟、铍氧化物、镁氧化物中的至少一种。
在混合所述绝缘材料和导热材料时,需要找到一个合适的配比,让形成的绝缘层兼具较好的绝缘性和散热性。在本申请实施例中,所述绝缘材料的质量百分比为95%~98.5%,所述导热材料的质量百分比为1.5%~5%。
混合所述绝缘材料和导热材料后,需要对混合材料升温,以达到绝缘材料的熔点。在本申请实施例中,当所述绝缘材料和导热材料搅拌预混后,加入至双螺杆分散机,控制双螺杆各区加热温度在200℃~280℃之间,使所述聚酯材料熔融,逐步进行高剪切分散。然后,在流延模内定量挤出后,冷铸形成绝缘膜。
结合图1和图2,拉伸所述绝缘膜至特定厚度,形成绝缘层10。在一些实施例中,对所述绝缘膜进行预热,且预热温度在绝缘材料的玻璃化转变温度(Tg)与熔融温度(Tm)之间,然后在在MD(机械方向)、TD(垂直于机械方向)方向进行同步或异步拉伸,拉伸率为8~15%,使得绝缘膜厚度为80μm~110μm,作为绝缘层10。
进行步骤S3,在所述绝缘层10上形成纳米二氧化钛层20。具体可以包括:
使所述绝缘层10进行热定型,且Tg+10℃<热定型温度<Tm-20℃,热定型后进行冷却。
然后在所述绝缘层10的表面单面涂布粘结剂,所述粘结剂可以包括丙烯酸酯类亚敏胶,所述丙烯酸酯类亚敏胶中可以包含蓝色染料,即靛蓝和酞菁蓝中的一种或二种混合物,所述粘结剂干燥固化后形成粘结层30,所述粘结层30的厚度在5μm~30μm,干燥温度在100℃~150℃。
将纳米二氧化钛膜置于所述粘结层30表面,进行热压合,压力在5Mpa~50Mpa,温度为40℃~100℃,形成纳米二氧化钛层20,所述纳米二氧化钛层20的厚度可以为0.5μm~5μm。其中,采用的纳米二氧化钛膜包括锐钛矿型纳米二氧化钛,或者所述纳米二氧化钛膜包括锐钛矿型纳米二氧化钛和金红石型纳米二氧化钛两种晶型,其中所述锐钛矿型纳米二氧化钛的质量分数为55%~80%,其余的为金红石型纳米二氧化钛。所述锐钛矿型纳米二氧化钛的粒径为3nm~50nm。在一些实施例中,所述锐钛矿型纳米二氧化钛还可经离子掺杂、贵金属沉积、光敏化中的一种或多种方法进行改性。
在一些实施例中,所述纳米二氧化钛层中还包括增滑剂。所述增滑剂可选用固体石蜡等颗粒,添加比例可为前驱体质量的1%~10%。
之后,还可以在所述绝缘层10的未涂布面涂布粘结剂,待所述粘结剂干燥固化后,形成粘结层30,用于粘接锂电池包装膜与锂电池外壳。
下面结合实施例来进一步详细说明本申请的具体实施,但并不限于以下实施。
实施例1
步骤S1:将干燥后的PET切片或PET基材(质量分数为95%)与氮化硼颗粒(质量分数为5%)加入高速混合机中,高速混合10min,预混后,再次将混合物料通过鼓风干燥箱中干燥2h,将上述混合物进料至双螺杆高速分散机,控制双螺杆各区加热温度在200℃~280℃之间,逐步通过双螺杆高剪切分散均匀,传输至流延模定量挤出,定量流延后冷却铸膜,得到PET膜。
步骤S2:PET膜预热后(Tg<预热温度<Tm,210℃~240℃),在MD(机械方向)、TD(垂直于机械方向)方向进行同步或异步拉伸,得到厚度为100μm的PET绝缘层。
步骤S3:在220℃下使PET绝缘层热定型并冷却,在所述PET绝缘层表面单面涂布丙烯酸酯类亚敏胶,其胶液中含有蓝色染料,待丙烯酸酯类亚敏胶干燥固化后,形成粘结层,将溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛热压合在粘结层表面,形成纳米二氧化钛层,所述纳米二氧化钛层的厚度为3μm。
步骤S4:在绝缘层的未涂布面涂布丙烯酸酯类亚敏胶,其胶液含有蓝色染料,然后待干燥固化、冷却后,分切、收卷。
实施例2
与实施例1不同的是,实施例2的纳米二氧化钛层的厚度为4μm。
实施例3
与实施例1不同的是,实施例3的纳米二氧化钛层的厚度为5μm。
比较例1和比较例2
与实施例1不同的是,比较例1和比较例2均未在绝缘层表面形成纳米二氧化钛层。
对实施例1~实施例3、比较例1~2制备的锂电池包装膜的体积电阻率、热导率及表面达因值进行测试,测试方法如下,测试结果如表1所示。
体积电导率测试方法:利用HEST-200型体积/表面电阻率测定仪,执行国家标准GB/T1410。计算方法如下式:
PV=RV×A/h;
其中,PV为体积电阻率;A为电极面积;RV为仪表电阻读数;h为试样厚度。
热导率测试方法:在TIMA-测试机使用稳态方法(在2MPa的压力下,在60℃~100℃的温度下)测量热导体的导热系数。根据下式来计算:
λ=d/R;其中:
λ为导热系数;d为锂电池包装膜的平均厚度;R为所测量的热阻。
达因值测试方法:将实施例1~3、比较例1的锂电池包装膜在同批次的包裹金属壳锂电池成品后,经过转运、成品库存储1个月后,在模组涂胶堆叠使用前使用压缩空气吹扫,进行达因值检测;将比较例2的锂电池包装膜在同批次的包裹金属壳锂电池成品后,经过转运、成品库存储1个月后,在模组涂胶堆叠使用前进行等离子清洗,进行达因值检测,在模组涂胶堆叠时,锂电池包装膜表面的达因值需大于35mM/m。
表1各实施例和比较例的锂电池包装膜的测试结果
Figure BDA0002545977770000111
Figure BDA0002545977770000121
由以表1可知,相对于比较例1和比较例2,本申请实施例1~3在PET绝缘层上增加纳米二氧化钛层,能够使得锂电池包装膜表面具有自清洁能力,使制备的锂电池复合绝缘膜表面达因值均大于35mM/m,符合锂电池在涂胶堆叠前对其表面达因值的要求,在此基础上尽可能地提高表面达因值,在模组涂胶堆叠使用前无需进行等离子清洗,降低了产线成本,提高了产线效率。
本申请实施例1~3中,随着纳米二氧化钛层厚的增加,制备的复合绝缘膜的体积电阻率、热导率均略有减小,且均小于比较例1和比较例2。但实施例1~3所得的复合绝缘膜的体积电阻率均达到了10-14数量级,导热系数均达到了0.5W/m·K以上,均满足锂电池使用要求。
综上所述,在阅读本详细公开内容之后,本领域技术人员可以明白,前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现,并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明,本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变,改进和修改。这些改变,改进和修改旨在由本公开提出,并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。
此外,本申请中的某些术语已被用于描述本公开的实施例。例如,“一个实施例”,“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征,结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。因此,可以强调并且应当理解,在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外,特定特征,结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当地组合。
应当理解,在本公开的实施例的前述描述中,为了帮助理解一个特征,出于简化本公开的目的,本申请有时将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。或者,本申请又是将各种特征分散在多个本申请的实施例中。然而,这并不是说这些特征的组合是必须的,本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说,本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。
在一些实施方案中,表达用于描述和要求保护本申请的某些实施方案的数量或性质的数字应理解为在某些情况下通过术语“约”,“近似”或“基本上”修饰。例如,除非另有说明,否则“约”,“近似”或“基本上”可表示其描述的值的±20%变化。因此,在一些实施方案中,书面描述和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值,其可以根据特定实施方案试图获得的所需性质而变化。在一些实施方案中,数值参数应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本申请的一些实施方案列出了广泛范围的数值范围和参数是近似值,但具体实施例中都列出了尽可能精确的数值。
本文引用的每个专利,专利申请,专利申请的出版物和其他材料,例如文章,书籍,说明书,出版物,文件,物品等,可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容,除了与其相关的任何起诉文件历史,可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的,或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说,如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时,使用本文件中的术语为准。
最后,应理解,本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此,本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此,本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的哪些实施例。

Claims (10)

1.一种锂电池包装膜,其特征在于,包括:
绝缘层,所述绝缘层包覆所述锂电池的外壳;
纳米二氧化钛层,所述纳米二氧化钛层位于所述绝缘层上。
2.根据权利要求1所述的锂电池包装膜,其特征在于,所述纳米二氧化钛层为锐钛矿型纳米二氧化钛层,或为锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层。
3.根据权利要求2所述的锂电池包装膜,其特征在于,所述纳米二氧化钛层的厚度为0.5μm~5μm。
4.根据权利要求1所述的锂电池包装膜,其特征在于,所述纳米二氧化钛层具有多孔结构。
5.根据权利要求1所述的锂电池包装膜,其特征在于,所述纳米二氧化钛层中的纳米二氧化钛是经离子掺杂、贵金属沉积、光敏化中的一种或多种方法进行改性获得的。
6.根据权利要求1所述的锂电池包装膜,其特征在于,所述绝缘膜中的导热颗粒粒径为5μm~30μm。
7.根据权利要求1所述的锂电池包装膜,其特征在于,所述绝缘层和锂电池的外壳之间、所述绝缘层与所述纳米二氧化钛层之间还包括粘结层。
8.一种锂电池包装膜的制备方法,其特征在于,包括:
混合绝缘材料和导热材料,使所述绝缘材料熔融,待冷铸后形成绝缘膜;
拉伸所述绝缘膜至特定厚度,形成绝缘层;
在所述绝缘层上形成纳米二氧化钛层。
9.根据权利要求8所述的锂电池包装膜的制备方法,其特征在于,所述纳米二氧化钛层为锐钛矿型纳米二氧化钛层,或为锐钛矿型和金红石型混合纳米二氧化钛层。
10.根据权利要求8所述的锂电池包装膜的制备方法,其特征在于,所述纳米二氧化钛层具有多孔结构。
CN202010560077.XA 2020-06-18 2020-06-18 锂电池包装膜及其制备方法 Pending CN111628120A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010560077.XA CN111628120A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 锂电池包装膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010560077.XA CN111628120A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 锂电池包装膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111628120A true CN111628120A (zh) 2020-09-04

Family

ID=72272768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010560077.XA Pending CN111628120A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 锂电池包装膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111628120A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114644815A (zh) * 2022-03-30 2022-06-21 福建腾博新材料科技有限公司 一种新能源汽车用锂电池绝缘膜及其制备方法
CN114914592A (zh) * 2022-02-10 2022-08-16 中国第一汽车股份有限公司 一种绝缘喷涂电池壳体

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1191030A (ja) * 1997-09-25 1999-04-06 Toto Ltd 光触媒性親水性部材
CN1775833A (zh) * 2005-11-30 2006-05-24 华东理工大学 聚对苯二甲酸乙二醇酯基材表面制备二氧化钛功能薄膜的方法
CN101928517A (zh) * 2009-06-19 2010-12-29 北京中科赛纳玻璃技术有限公司 纳米自清洁涂料及其制备方法
CN102569680A (zh) * 2012-02-29 2012-07-11 东莞市比比克电子科技有限公司 具有绝缘导热层的锂离子二次电池外壳和锂离子电池
CN102582158A (zh) * 2011-01-08 2012-07-18 北京航空航天大学 自清洁铝板的制备方法
CA2742352A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-07 Mcgill University Hybrid dye-sensitized solar cell photoanodes based on aqueous-synthesized titanium dioxide
CN106746713A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 陕西环珂生物科技有限公司 一种二氧化钛薄膜自清洁玻璃的制备方法
CN107163806A (zh) * 2017-04-04 2017-09-15 郴州市泰益表面涂层技术有限公司 一种用于空气净化器的纳米结构涂层及其制备方法
CN208691617U (zh) * 2018-06-07 2019-04-02 东洋通信技术(深圳)有限公司 一种便于清洁的pcb电路板结构及移动式清洁装置
CN212434726U (zh) * 2020-06-18 2021-01-29 苏州凌威新能源科技有限公司 锂电池包装膜

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1191030A (ja) * 1997-09-25 1999-04-06 Toto Ltd 光触媒性親水性部材
CN1775833A (zh) * 2005-11-30 2006-05-24 华东理工大学 聚对苯二甲酸乙二醇酯基材表面制备二氧化钛功能薄膜的方法
CN101928517A (zh) * 2009-06-19 2010-12-29 北京中科赛纳玻璃技术有限公司 纳米自清洁涂料及其制备方法
CN102582158A (zh) * 2011-01-08 2012-07-18 北京航空航天大学 自清洁铝板的制备方法
CA2742352A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-07 Mcgill University Hybrid dye-sensitized solar cell photoanodes based on aqueous-synthesized titanium dioxide
CN102569680A (zh) * 2012-02-29 2012-07-11 东莞市比比克电子科技有限公司 具有绝缘导热层的锂离子二次电池外壳和锂离子电池
CN106746713A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 陕西环珂生物科技有限公司 一种二氧化钛薄膜自清洁玻璃的制备方法
CN107163806A (zh) * 2017-04-04 2017-09-15 郴州市泰益表面涂层技术有限公司 一种用于空气净化器的纳米结构涂层及其制备方法
CN208691617U (zh) * 2018-06-07 2019-04-02 东洋通信技术(深圳)有限公司 一种便于清洁的pcb电路板结构及移动式清洁装置
CN212434726U (zh) * 2020-06-18 2021-01-29 苏州凌威新能源科技有限公司 锂电池包装膜

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114914592A (zh) * 2022-02-10 2022-08-16 中国第一汽车股份有限公司 一种绝缘喷涂电池壳体
CN114644815A (zh) * 2022-03-30 2022-06-21 福建腾博新材料科技有限公司 一种新能源汽车用锂电池绝缘膜及其制备方法
CN114644815B (zh) * 2022-03-30 2023-12-29 福建腾博新材料科技有限公司 一种新能源汽车用锂电池绝缘膜及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5835667B2 (ja) 太陽電池裏面封止用ポリエステルフィルムの製造方法
EP2843675A2 (en) Metal oxide dispersion, metal oxide electrode film, and dye sensitized solar cell
CN111628120A (zh) 锂电池包装膜及其制备方法
CN101669249B (zh) 光电池及用于该光电池的多孔质半导体膜形成用涂料
EP2365029B1 (en) Polyester resin composition, method of producing the same, polyester film, and solar cell power generation module
EP2524940A1 (en) Biaxially oriented polyester film for backside sealing of solar cell
US20110297222A1 (en) Polyester resin composition, method of producing the same, polyester film, and solar cell power generation module
CN212434726U (zh) 锂电池包装膜
EP1717897B1 (en) Laminated film for dye-sensitized solar cell and electrode for dye-sensitized solar cell
WO2008007448A1 (en) Dye-sensitized solar cell, and electrode and laminated film therefor
WO2013024902A1 (ja) 太陽電池用バックシート及びその製造方法並びに太陽電池モジュール
CN111548614B (zh) 锂电池绝缘膜及其制备方法
TWI499064B (zh) 太陽能電池用白色聚酯薄膜、使用其之太陽能電池背面封裝片及太陽能電池模組
KR101871615B1 (ko) 적층 필름, 태양 전지 모듈용 백 시트, 및 태양 전지 모듈
CN107922648A (zh) 聚酯膜
CN112852339A (zh) 一种耐高温的离型纸及其制备方法和应用
WO2012111716A1 (ja) 太陽電池裏面保護シート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
TWI458103B (zh) Pigment sensitized solar cells and used electrodes and laminated films
JP5031997B2 (ja) 色素増感型太陽電池用電極およびその製造方法
JP5059289B2 (ja) 色素増感型太陽電池用積層体、色素増感型太陽電池用電極およびその製造方法
JPH06859A (ja) 積層フィルムの製造方法
JP4922568B2 (ja) 色素増感型太陽電池用電極
JPH03134052A (ja) 配向ポリエステルフイルム
CN112679914B (zh) 一种聚酯组合物及其制备方法和应用
Srivastava et al. Application of Polymer Nanocomposites in Green Energy: A Review

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 215334 No. 1050, Fuchunjiang Road, Kunshan Development Zone, Suzhou, Jiangsu Province

Applicant after: Suzhou Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hunan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Sichuan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 215335 station 62, room 404, science and Technology Plaza building, East Qianjin Road, Kunshan Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province (cluster registration)

Applicant before: Suzhou Lingwei New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Hunan xinminya New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Sichuan xinminya Battery Technology Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220801

Address after: 421600 Jinwei Road, Guiyang Industrial Park, Qidong County, Hengyang City, Hunan Province

Applicant after: Hunan lingpaidazhi Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hunan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hengyang Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Suzhou Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hunan Lingpai Dingxin Battery Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 215334 No. 1050, Fuchunjiang Road, Kunshan Development Zone, Suzhou, Jiangsu Province

Applicant before: Suzhou Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Hunan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Sichuan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230512

Address after: 421681 Jinwei Road, Guiyang Industrial Park, Qidong County, Hengyang City, Hunan Province

Applicant after: Hunan lingpaidazhi Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hunan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hengyang Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Hunan Lingpai New Energy Research Institute Co.,Ltd.

Applicant after: Hunan Lingpai Energy Storage Technology Co.,Ltd.

Address before: 421600 Jinwei Road, Guiyang Industrial Park, Qidong County, Hengyang City, Hunan Province

Applicant before: Hunan lingpaidazhi Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Hunan Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Hengyang Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Suzhou Lingpai New Energy Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Hunan Lingpai Dingxin Battery Research Institute Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200904

RJ01 Rejection of invention patent application after publication