CN114261158A - 一种复合铝塑膜、铝塑膜卷以及软包电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复合铝塑膜、铝塑膜卷以及软包电池，其中，所述复合铝塑膜包括由上至下依次叠合的尼龙层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、铝箔层以及热封膜层；所述第二导电层包括上下夹设一柔性绝缘层的两个钢箔层，位于上方的所述钢箔层为第一钢箔层，位于下方的所述钢箔层为第二钢箔层，所述第二钢箔层与所述第一导电层用以连通电路；在受压时，两个所述钢箔层受压处压迫排挤所述柔性绝缘层以相互靠近并接触连通，以使电流经过所述电致变色层，改变所述电致变色层的颜色。本发明旨在解决现有铝塑膜强度低，受碰撞挤压等易损伤铝箔，存在安全隐患的问题。

Description

一种复合铝塑膜、铝塑膜卷以及软包电池

技术领域

本发明涉及软包电池技术领域，具体涉及一种复合铝塑膜、铝塑膜卷以及软包电池。

背景技术

随着社会的发展，便携式的产品越来越多，对电池的发展起到了正向的促进作用，使化学电池的使用范围越来越大，且性能也越来越好。现有常用的几款电池中，软包聚合物锂电池比传统钢铝壳锂电池在很多方面都有优势，近几年得到大量应用。

其中，软包聚合物锂电池使用最广泛的是铝塑膜封装电池，其具有变形空间大、重量轻等优点，相较于钢铝壳锂电池来说，相同尺寸规格相比，容量更大，壳体强度低，循环过程中对内部结构产生的机械应力小，对循环寿命有益，且极耳位置充裕，充放电过程中，热量分布均匀等。

但是，现有铝塑膜本身材质强度低，受碰撞挤压或弯折时，可能会损伤铝箔，且损伤部位不易察觉，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种复合铝塑膜、铝塑膜卷以及软包电池，旨在解决现有铝塑膜强度低，受碰撞挤压等易损伤铝箔，存在安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种复合铝塑膜，所述复合铝塑膜包括由上至下依次叠合的尼龙层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、铝箔层以及热封膜层；所述第二导电层包括上下夹设一柔性绝缘层的两个钢箔层，位于上方的所述钢箔层为第一钢箔层，位于下方的所述钢箔层为第二钢箔层，所述第二钢箔层与所述第一导电层用以连通电路；在受压时，两个所述钢箔层受压处压迫排挤所述柔性绝缘层以相互靠近并接触连通，以使电流经过所述电致变色层，改变所述电致变色层的颜色。

可选地，所述第二钢箔层的厚度大于所述第一钢箔层。

可选地，所述第二钢箔层设置为连续拱形，且其凸起的一端靠近所述第一钢箔层设置。

可选地，所述尼龙层与所述第一导电层包括透明材质。

可选地，所述铝箔层的上下两侧面均呈蜂窝状设置，且所述铝箔层的上侧面与所述第二钢箔层间隔设置。

可选地，所述电致变色层包括至少两种变色电位不同的电致变色材料。

可选地，所述电致变色层设置为方形片状，且所述第一导电层与所述第二导电层粘合形成一封闭腔，所述电致变色层设置于所述封闭腔内。

可选地，所述电致变色层的周缘且位于所述第一导电层以及所述第二导电层之间的位置设置有一绝缘粘接层，所述第一导电层与所述第二导电层对应所述绝缘粘接层的一面粗糙设置。

本发明还提出一种铝塑膜卷，所述铝塑膜卷包括复合铝塑膜，所述复合铝塑膜包括由上至下依次叠合的尼龙层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、铝箔层以及热封膜层；所述第二导电层包括上下夹设一柔性绝缘层的两个钢箔层，位于上方的所述钢箔层为第一钢箔层，位于下方的所述钢箔层为第二钢箔层，所述第二钢箔层与所述第一导电层用以连通电路；在受压时，两个所述钢箔层受压处压迫排挤所述柔性绝缘层以相互靠近并接触连通，以使电流经过所述电致变色层，改变所述电致变色层的颜色。

本发明还提出一种软包电池，所述软包电池包括电芯以及复合铝塑膜，所述复合铝塑膜包括由上至下依次叠合的尼龙层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、铝箔层以及热封膜层；所述第二导电层包括上下夹设一柔性绝缘层的两个钢箔层，位于上方的所述钢箔层为第一钢箔层，位于下方的所述钢箔层为第二钢箔层，所述第二钢箔层与所述第一导电层用以连通电路；在受压时，两个所述钢箔层受压处压迫排挤所述柔性绝缘层以相互靠近并接触连通，以使电流经过所述电致变色层，改变所述电致变色层的颜色；所述第一导电层与所述第二钢箔层分别与所述电芯的两个极耳连接。

本发明的技术方案中，在铝箔层的上方设置有两个钢箔层，用以增加所述复合铝塑膜的强度，增加其抗弯曲能力，且两个所述钢箔层设置于所述铝箔层的上方，在受到碰撞挤压时，难以损伤到位于两个所述钢箔层下方的所述铝箔层，增加了所述复合铝塑膜的安全性能。但在所述铝箔层上方的各个膜层受到损伤时，虽不至于造成严重的安全事故，但仍然存在一定的隐患且影响性能，此情况下肉眼可见的损伤能够察觉并进行处理，但肉眼不能察觉的内部弯折损伤没办法进行确定；因此，在所述复合铝塑膜受到挤压碰撞时，压力推动所述第一钢箔层与所述第二钢箔层压迫排挤两者之间的所述柔性绝缘层以使所述第一钢箔层与所述第二钢箔连通，从而导通挤压处的所述第一导电层与所述第二导电层，使电流经过所述电致变色层，改变挤压处所述电致变色层的颜色，以通过显示颜色的部位反应所述复合铝塑膜受到碰撞挤压的位置，且根据显示颜色的持续时间以及是否复原，可判断所述复合铝塑膜的损伤情况，这样的判断方式直观方便且准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的复合铝塑膜的一实施例的立体截面示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

随着社会的发展，便携式的产品越来越多，对电池的发展起到了正向的促进作用，使化学电池的使用范围越来越大，且性能也越来越好。现有常用的几款电池中，软包聚合物锂电池比传统钢铝壳锂电池在很多方面都有优势，近几年得到大量应用。

其中，软包聚合物锂电池使用最广泛的是铝塑膜封装电池，其具有变形空间大、重量轻等优点，相较于钢铝壳锂电池来说，相同尺寸规格相比，容量更大，壳体强度低，循环过程中对内部结构产生的机械应力小，对循环寿命有益，且极耳位置充裕，充放电过程中，热量分布均匀等。

但是，现有铝塑膜本身材质强度低，受碰撞挤压或弯折时，可能会损伤铝箔，且损伤部位不易察觉，存在一定的安全隐患。

鉴于此，本发明提供一种复合铝塑膜，图1为本发明提供的复合铝塑膜的一实施例，以下将结合具体的附图对所述复合铝塑膜进行说明。

请参阅图1，所述复合铝塑膜100包括由上至下依次叠合的尼龙层1、第一导电层2、电致变色层3、第二导电层4、铝箔层6以及热封膜层7；所述第二导电层4包括上下夹设一柔性绝缘层42的两个钢箔层41，位于上方的所述钢箔层41为第一钢箔层411，位于下方的所述钢箔层41为第二钢箔层412，所述第二钢箔层412与所述第一导电层2用以连通电路；在受压时，两个所述钢箔层41受压处压迫排挤所述柔性绝缘层42以相互靠近并接触连通，以使电流经过所述电致变色层3，改变所述电致变色层3的颜色。

本发明的技术方案中，在铝箔层6的上方设置有两个钢箔层41，用以增加所述复合铝塑膜100的强度，增加其抗弯曲能力，且两个所述钢箔层41设置于所述铝箔层6的上方，在受到碰撞挤压时，难以损伤到位于两个所述钢箔层41下方的所述铝箔层6，增加了所述复合铝塑膜100的安全性能。另外，在所述铝箔层6上方的各个膜层受到损伤时，虽不至于造成严重的安全事故，但仍然存在一定的隐患且影响性能，此情况下肉眼可见的损伤能够察觉并进行处理，但肉眼不能察觉的内部弯折损伤没办法进行确定；因此，在所述复合铝塑膜100受到挤压碰撞时，压力推动所述第一钢箔层411与所述第二钢箔层412压迫排挤两者之间的所述柔性绝缘层42以使所述第一钢箔层411与所述第二钢箔连通，从而导通挤压处的所述第一导电层2与所述第二导电层4，使电流经过所述电致变色层3，改变挤压处所述电致变色层3的颜色，以通过显示颜色的部位反应所述复合铝塑膜100受到碰撞挤压的位置，且根据显示颜色的持续时间以及是否复原，可判断所述复合铝塑膜100的损伤情况，这样的判断方式直观方便且准确。

具体地，所述第二钢箔层412的厚度大于所述第一钢箔层411。所述钢箔层41的厚度与其抗弯折强度成正比，即与其自身强度成正比，在可能的情况下设置的越厚，其保护效果越好，但在本方案中，所述第一钢箔层411与所述第二钢箔层412需要在受挤压碰撞时产生形变以达到弯曲压迫排挤所述柔性绝缘层42的效果，使所述第一钢箔层411与所述第二钢箔层412接触连通以实现所述电致变色层3变色的功能。因此将所述第一钢箔层411的厚度设置小于所述第二钢箔层412，一方面以更厚的所述第二钢箔层412防护所述铝箔层6，防护效果好；另一方面以更具弯曲性能的所述第一钢箔层411弯曲表示碰撞程度，反应更灵敏。

进一步地，所述第二钢箔层412设置为连续拱形，且其凸起的一端靠近所述第一钢箔层411设置。在所述第二钢箔层412厚度较厚，能提供更好的防护效果的基础上，将所述第二钢箔层412的结构设置为拱形阵列，且将其凸起的一端朝向上设置，一方面因圆形承压能力强，进一步提高所述第二钢箔层412的防护效果；另一方面同样强度下可减少材料用量，降低成本；还一方面，在上部受压时提供更强的防护效果，但在下部受力进行卷折时，更方便省力。

此外，所述尼龙层1与所述第一导电层2包括透明材质。用以透过所述电致变色层3所显现的颜色。所述尼龙层1设置为透明尼龙，所述第一导电层2可以设置为透明导电胶或导电塑料，可实现上述功能即可，在此不进行限定。

此外，所述铝箔层6的上下两侧面均呈蜂窝状设置，且所述铝箔层6的上侧面与所述第二钢箔层412间隔设置。设计具有三维网状凹孔的蜂窝状结构层，使粘结胶嵌入蜂窝状结构层形成内在的锁扣结构，即使在所述复合铝塑膜100延展后仍然能保持所述铝箔层6与粘结胶的锁扣结构，具有良好的层间剥离力，避免出现分层剥离的问题。通过粘胶层5将所述铝箔层6与所述第二钢箔层412间隔，以避免电流流至铝箔层6对铝箔层6进行腐蚀。

此外，所述电致变色层3包括至少两种变色电位不同的电致变色材料。在不同的压力推动所述第一钢箔层411与所述第二钢箔层412接触时，因所述第二钢箔层412为拱形设置，所述第一钢箔层411受压越大形变越大与所述第二钢箔层412的接触面积也越大，以使得通过所述第一钢箔层411的电流与电压的大小与压力大小相关。而设置不同变色电位的所述电致变色材料，当压力到达不同基准值时使通过所述电致变色材料的电压或电流发生改变，可展现不同颜色，观察所述电致变色层3显现的颜色，即可对应了解压力的大小，用以辅助更准确的判断所述复合铝塑膜100受损情况。

具体地，所述电致变色层3设置为方形片状，且所述第一导电层2与所述第二导电层4粘合形成一封闭腔8，所述电致变色层3设置于所述封闭腔8内。所述电致变色层3不能进行折叠或延展，所述复合铝塑膜100主要使用方向包括制作软包电池，现有软包电池的制作方法中存在将铝塑膜折叠以及延展的工序，故将所述电致变色层3设置为方形片状，且设置于所述封闭腔8内，以预留出所述电致变色层3周缘的加工余量，便于折叠或延展加工，避免损坏所述电致变色层3。

进一步地，所述电致变色层3的周缘且位于所述第一导电层2以及所述第二导电层4之间的位置设置有一绝缘粘接层9，所述第一导电层2与所述第二导电层4对应所述绝缘粘接层9的一面粗糙设置。将所述第一导电层2与所述第二导电层4粗糙设置以增大与所述绝缘粘接层9的粘接力度，避免所述第一导电层2与所述第二导电层4出现分层剥离的现象。

本发明还提出一种铝塑膜卷，所述铝塑膜卷包括复合铝塑膜100，所述复合铝塑膜100的具体结构参考上述实施例。由于本铝塑膜卷采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种软包电池，所述软包电池包括电芯以及复合铝塑膜100，所述第一导电层2与所述第二钢箔层412分别与所述电芯的两个极耳连接。所述复合铝塑膜100的具体结构参考上述实施例。由于本软包电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合铝塑膜，其特征在于，包括由上至下依次叠合的尼龙层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、铝箔层以及热封膜层；

其中，所述第二导电层包括上下夹设一柔性绝缘层的两个钢箔层，位于上方的所述钢箔层为第一钢箔层，位于下方的所述钢箔层为第二钢箔层，所述第二钢箔层与所述第一导电层用以连通电路；在受压时，两个所述钢箔层受压处压迫排挤所述柔性绝缘层以相互靠近并接触连通，以使电流经过所述电致变色层，改变所述电致变色层的颜色。

2.如权利要求1所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述第二钢箔层的厚度大于所述第一钢箔层。

3.如权利要求1所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述第二钢箔层设置为连续拱形，且其凸起的一端靠近所述第一钢箔层设置。

4.如权利要求1所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述尼龙层与所述第一导电层包括透明材质。

5.如权利要求1所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述铝箔层的上下两侧面均呈蜂窝状设置，且所述铝箔层的上侧面与所述第二钢箔层间隔设置。

6.如权利要求1所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述电致变色层包括至少两种变色电位不同的电致变色材料。

7.如权利要求1所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述电致变色层设置为方形片状，且所述第一导电层与所述第二导电层粘合形成一封闭腔，所述电致变色层设置于所述封闭腔内。

8.如权利要求7所述的复合铝塑膜，其特征在于，所述电致变色层的周缘且位于所述第一导电层以及所述第二导电层之间的位置设置有一绝缘粘接层，所述第一导电层与所述第二导电层对应所述绝缘粘接层的一面粗糙设置。

9.一种铝塑膜卷，其特征在于，包括：

复合铝塑膜，为如权利要求1-8任意一项所述的复合铝塑膜。

10.一种软包电池，其特征在于，包括：

电芯；以及，

复合铝塑膜，所述复合铝塑膜为如权利要求1-8任意一项所述的复合铝塑膜，所述第一导电层与所述第二钢箔层分别与所述电芯的两个极耳连接。

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