CN114326243B - 一种电致变色铝塑膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电致变色铝塑膜，涉及铝塑膜技术领域。所述电致变色铝塑膜包括包括由下至上依次叠合的热封膜层、铝塑膜层、电致变色模组层和尼龙层；其中，所述电致变色模组层包括多个电致变色模块，多个所述电致变色模块沿横纵向矩阵式排布，且设于所述铝塑膜层与所述尼龙层之间。本发明旨在解决现有能进行漏电自检的铝塑膜在加工过程中会导致电致变色层发生破坏，从而会导致检测效果降低，起不到稳定检测作用的问题。

Description

一种电致变色铝塑膜

技术领域

本发明涉及铝塑膜技术领域，具体涉及一种电致变色铝塑膜。

背景技术

电致变色是指材料在紫外、可见光和近红外区域的光学属性在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。

近年来，随着锂离子电池的储电能力和生产技术的持续进步，锂离子电池已经成为电子产品、电动汽车的主要储能设备。相应的，随着使用场景及使用数量的大幅度上升，对锂离子电池在生产及使用过程中的安全性能的要求日益提高。随着电动汽车对电池的能量密度的要求日益提高，采用铝塑膜作为外壳的锂离子软包电池的应用日益广泛，现有在铝塑膜上设置有电致变色涂层可以作为简易的检测软包电池是否漏电的可视化检测手段，具备长期监测的功能。但是铝塑膜在作为电池的外壳时，需要进行冲坑工艺处理，在进行冲坑处理时，铝塑膜的局部发生延展，对应的位于铝塑膜延展区域的电致变色涂层的密度也会变小，在漏电时电致变色涂层无法清楚的通过颜色变化传递漏电信息，从而无法达到稳定检测的目的。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电致变色铝塑膜，旨在解决现有能进行漏电自检的铝塑膜在加工过程中会导致电致变色层发生破坏，从而会导致检测效果降低，起不到稳定检测作用的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种电致变色铝塑膜，包括由下至上依次叠合的热封膜层、铝塑膜层、电致变色模组层和尼龙层；

其中，所述电致变色模组层包括多个电致变色模块，多个所述电致变色模块沿横纵向矩阵式排布，且设于所述铝塑膜层与所述尼龙层之间。

可选地，所述电致变色模组层还包括绝缘层，所述绝缘层贴合设置在所述铝塑膜层与所述尼龙层之间，所述绝缘层在对应多个所述电致变色模块的位置开设有多个安装槽，多个所述电致变色模块设于对应的所述安装槽内，每一所述电致变色模块的下端与所述铝塑膜层接触。

可选地，每一所述电致变色模块包括多个阳极电致变色模块和多个阴极电致变色模块，多个所述阳极电致变色模块和多个所述阴极电致变色模块沿横纵向交错贴合。

可选地，相邻的所述阳极电致变色模块和所述阴极变色模块之间通过弹性黏合块连接。

可选地，所述阳极电致变色模块包括由下至上依次叠合的离子储存层、电解质层、阳极电致变色层和包覆层，所述包覆层包覆所述离子储存层、所述电解质层和所述阳极电致变色层，且使所述离子储存层的下端与所述铝塑膜层接触；

其中，所述阳极电致变色层为有机电致变色材料或阳极无机电致变色材料。

可选地，所述阴极电致变色模块包括由下至上依次叠合的离子储存层、电解质层、阴极电致变色层和包覆层，所述包覆层包覆所述离子储存层、所述电解质层和所述阴极电致变色层，且使所述离子储存层的下端与所述铝塑膜层接触；

其中，所述阴极电致变色层为有机电致变色材料或阴极无机电致变色材料。

可选地，位于每一所述阳极电致变色模块的所述包覆层和位于每一所述阴极电致变色模块的所述包覆层的上端均设有气囊。

可选地，位于每一所述阳极电致变色模块的所述离子储存层和位于每一所述阴极电致变色模块的所述离子储存层的下端与所述铝塑膜之间均通过导电膜层连接。

可选地，所述电致变色模组层和所述尼龙层之间还设有折射层。

可选地，所述热封膜、所述铝塑膜层、所述电致变色模组层和所述尼龙层之间通过粘合层连接。

本发明的技术方案中，铝塑膜层主要是起到阻隔水、氧、遮光的作用；尼龙层主要起保护作用，防止破裂；热封膜层用于防止内部电池泄露；通过在所述铝塑膜层和所述尼龙层之间设置所述电致变色模组层，通过在所述电致变色模组层内设置有多个起检测作用的所述电致变色模块，每一所述电致变色模块均为集成式模块，单一的所述电致变色模块采用电致变色膜的结构形式，结构稳定且不易破损，在能达到检测漏电效果的同时，整体结构稳定，不会随着所述电致变色铝塑膜的延展导致所述电致变色模块自身属性发生较大变化，例如物理破损、内部膜层损坏等问题，能有效解决现有进行漏电自检的铝塑膜在加工过程中导致电致变色层发生破坏，从而导致检测效果降低，起不到稳定检测的问题。

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为本发明提供的电致变色铝塑膜的一实施例的爆炸结构示意图；

图2为图1中电致变色模块的结构示意图；

图3为图2中阳极电致变色模块的剖视结构示意图；

图4为图2中阴极电致变色模块的剖视结构示意图；

图5为图1中电致变色铝塑膜的结构示意图。

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。

近年来，随着锂离子电池的储电能力和生产技术的持续进步，锂离子电池已经成为电子产品、电动汽车的主要储能设备。相应的，随着使用场景及使用数量的大幅度上升，对锂离子电池在生产及使用过程中的安全性能的要求日益提高。随着电动汽车对电池的能量密度的要求日益提高，采用铝塑膜作为外壳的锂离子软包电池的应用日益广泛，现有在铝塑膜上设置有电致变色涂层可以作为简易的检测软包电池是否漏电的可视化检测手段，具备长期监测的功能。但是铝塑膜在作为电池的外壳时，还需要经过裁切、冲坑、封装等操作，则会导致铝塑膜的局部发生延展，对应的位于延展区域的电致变色涂层的密度也会变小，在漏电时无法清楚的通过电致变色涂层进行表现，从而无法达到稳定检测的目的。

鉴于此，本发明提出一种电致变色铝塑膜，图1至图5为本发明的一实施例。

请参阅图1，所述电致变色铝塑膜100包括由下至上依次叠合的热封膜层1、铝塑膜层2、电致变色模组层3和尼龙层4；其中，所述电致变色模组层3包括多个电致变色模块31，多个所述电致变色模块31沿横纵向矩阵式排布，且设于所述铝塑膜层2与所述尼龙层4之间。

在本发明的技术方案中，铝塑膜层2主要是起到阻隔水、氧、遮光的作用；尼龙层4主要起保护作用，防止破裂；热封膜层1用于防止内部电池泄露；通过在所述铝塑膜层2和所述尼龙层4之间设置所述电致变色模组层3，通过在所述电致变色模组层3内设置有多个起检测作用的所述电致变色模块31，每一所述电致变色模块31均为集成式模块，单一的所述电致变色模块31采用电致变色膜的结构形式，结构稳定且不易破损，在能达到检测漏电效果的同时，整体结构稳定，不会随着所述电致变色铝塑膜100的延展导致所述电致变色模块31自身属性发生较大变化，例如物理破损、内部膜层损坏等问题，能有效解决现有进行漏电自检的铝塑膜在加工过程中导致检测效果降低，起不到稳定检测的问题。

进一步的，请参阅图1，所述电致变色模组层3还包括绝缘层32，所述绝缘层32贴合设置在所述铝塑膜层2与所述尼龙层4之间，所述绝缘层32在对应多个所述电致变色模块31的位置开设有多个安装槽5，多个所述电致变色模块31设于对应的所述安装槽5内，每一所述电致变色模块31的下端与所述铝塑膜层2接触。

所述绝缘层32内的所述安装槽5呈网状分布，这样对应安装在所述安装槽5内的所述电致变色模块31本身在检测到电池漏电时，由于每一相邻的所述电致变色模块31之间被所述绝缘层32分割，那么漏电自检时靠近漏电区域的会多个所述电致变色模块31发生变色，从而在所述电致变色铝塑膜100的表面产生网状的颜色变化，同时越靠近漏电区域的所述电致变色模块31变色情况越发明显，通过清楚的网状线条分隔多个显色区域，从而能够清楚的观察到具体的漏电区域。

需要说明的是，所述绝缘层32开设所述安装槽5的形式不限，可以是沿上下向贯通的通槽，也可以是仅开设在下端的凹槽，且需保证设置在所述安装槽5内的所述电致变色模块31的下端与所述铝塑膜层2接触即可。

进一步的，请参阅图2，每一所述电致变色模块31包括多个阳极电致变色模块6和多个阴极电致变色模块7，多个所述阳极电致变色模块6和多个所述阴极电致变色模块7沿横纵向交错贴合。

由于电芯具有阳极和阴极，相应的检测电芯阳极区域和阴极区域所用到的电致变色材料也应不同，在靠近阳极区域需使用到阳极电致变色材料，在靠近阴极区域需使用到阴极电致变色材料，需要保证所述电致变色铝塑膜100内的所述阴极电致变色模块7和所述阳极电致变色模块6都能准确对应电池的阴极侧面以及阳极侧面，而在实际加工过程中，铝塑膜作为软包电池的外壳，若需对应不同规格的电芯包裹区域设置不同的电致变色材料，且需按照对应规格的电芯进行裁切、冲坑、封装等操作，不仅在铝塑膜内按照特定的电芯规格设置不同的电致变色涂层，不仅工艺复杂，且成本较高。因此，通过在每一所述电致变色模块31中设置多个所述阳极电致变色模块6和多个阴极电致变色模块7，则所述电致变色铝塑膜100在加工的过程中无论是包裹在电芯的阴极侧面或是阳极侧面，都能有对应的多个所述阳极电致变色模块6或多个阴极电致变色模块7能够位于对应的阴极区域和阳极区域，从而提高漏电检测的准确性。

请再次参阅图2，相邻的所述阳极电致变色模块6和所述阴极电致变色模块7之间通过弹性黏合块8连接。所述弹性黏合块8能使相邻的所述阳极电致变色模块6和所述阴极电致变色模块7之间在所述电致变色铝塑膜100加工冲坑延展的过程中依旧连接在一起，且使多个所述阳极电致变色模块6和阴极电致变色模块7之间在延展时的距离变化基本一致，保证所述阳极电致变色模块6和阴极电致变色模块7之间分布均匀，保证良好的显色效果。

请参阅图3，所述阳极电致变色模块631包括由下至上依次叠合的离子储存层9、电解质层10、阳极电致变色层11和包覆层12，所述包覆层12包覆所述离子储存层9、所述电解质层10和所述阳极电致变色层11，且使所述离子储存层9的下端与所述铝塑膜层2接触；其中，所述阳极电致变色层11为有机电致变色材料或阳极无机电致变色材料。

其中，阳极无机电致变色材料主要是Ⅷ族及Pt族金属氧化物或水合物，包括氧化铱、氧化镍、三氧化二铑、氧化钛等材料，氧化铱在电致变色过程中由透明态向蓝黑色转变、氧化镍在电致变色过程中由透明态向灰色转变，三氧化二铑在电致变色过程中由透明态向深绿色转变、氧化钛在电致变色过程中由透明态向深兰色转变，有机电致变色材料包括聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等，在实际生产过程中，可以多种材料进行混合或者在每一所述阳极电致变色模块6的所述阳极电致变色层11中填充不同的材料，以达到显色效果的最优化，在本实施例中，所述阳极电致变色层选用的是氧化镍，因其本身具有具有较大的着色/漂白变色范围、较长的循环寿命及原料丰富、价格适宜等优点。

所述阳极电致变色模块6在漏电时候，会被施加一定的电压，所述阳极电致变色层11在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化；而所述电解质层10则由特殊的导电材料组成，如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料；所述离子储存层9在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个体系电荷平衡的作用，所述离子储存层9也可以为一种与前面一层电致变色材料变色性能相反的电致变色材料，这样可以起到颜色叠加或互补的作用。如：电致变色层材料采用的是阳极氧化变色材料，则离子存储层可采用阴极还原变色材料。

进一步的，在所述阳极电致变色模块6内设置的所述包覆层12包覆所述离子储存层9、所述电解质层10、所述阳极电致变色层11，仅使所述离子储存层9的下端与所述铝塑膜层2接触，以起到漏电检测的作用，而包覆层12的作用在于当所述电致变色铝塑膜100在加工过程中，对其内包裹的所述离子储存层9、所述电解质层10、所述阳极电致变色层11进行保护，防止其被破坏，同时也避免所述电解质层10内的电解质进入所述电致变色铝塑膜100的相邻的膜层之中，从而造成膜层与膜层之间脱落。

请参阅图4，所述阴极电致变色模块7包括由下至上依次叠合的离子储存层9、电解质层10、阴极电致变色层13和包覆层12，所述包覆层12包覆所述离子储存层9、所述电解质层10和所述阴极电致变色层13，且使所述离子储存层9的下端与所述铝塑膜层2接触；其中，所述阴极电致变色层13为有机电致变色材料或阴极无机电致变色材料。

其中，阴极变色材料主要是ⅥB族金属氧化物，包括氧化钨、氧化钼等，氧化钨在电致变色过程中由透明态向深蓝色转变、氧化钼在电致变色过程中由透明态向蓝色转变，有机电致变色材料包括聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等，在实际生产过程中，可以多种材料进行混合或者在每一所述阴极电致变色模块7的所述阴极电致变色层13中填充不同的材料，以达到显色效果的最优化，在本实施例中，所述阴极电致变色层13选用的是氧化钨，其结构性质稳定。

所述阴极电致变色模块7在漏电时候，会被施加一定的电压，所述阴极电致变色层13在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化；而所述电解质层10则由特殊的导电材料组成，如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料；所述离子储存层9在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个体系电荷平衡的作用，所述所述离子储存层9也可以为一种与前面一层电致变色材料变色性能相反的电致变色材料，这样可以起到颜色叠加或互补的作用。如：电致变色层材料采用的是阴极氧化变色材料，则离子存储层可采用阳极还原变色材料。

进一步的，在所述阴极电致变色模块7内设置的所述包覆层12包覆所述离子储存层9、所述电解质层10、所述阴极电致变色层13，仅使所述离子储存层9的下端与所述铝塑膜层2接触，以起到漏电检测的作用，而包覆层12的作用在于当所述电致变色铝塑膜100在加工过程中，对其内包裹的所述离子储存层9、所述电解质层10、所述阴极电致变色层13进行保护，防止其被破坏，同时也避免所述电解质层10内的电解质进入所述电致变色铝塑膜100的相邻的膜层之中，从而造成膜层与膜层之间脱落。

请参阅图3和图4，位于每一所述阳极电致变色模块6的所述包覆层12和位于每一所述阴极电致变色模块7的所述包覆层12的上端均设有气囊16，所述气囊16的数量与位置均不限制，设置所述气囊16，以在所述电致变色铝塑膜100在冲坑的工艺过程中，起到缓冲的作用，同时所述包覆层12内部设置的所述气囊16也使所述包覆层12的内部具有多个空腔，这样在加工过程中，所述包覆层12的形变延展范围会变得更大，对内部起到良好的保护作用。

请再次参阅图3和图4，位于每一所述阳极电致变色模块6的所述离子储存层9和位于每一所述阴极电致变色模块7的所述离子储存层9的下端与所述铝塑膜层2之间均通过导电膜层14连接。设置所述导电膜层14以避免所述离子储存层9与所述铝塑膜层2直接接触，同时能够防止所述阳极电致变色模块6或所述阴极电致变色模块7内的电解质或离子变色材料析出，降低检测效果。

需要说明的是，所述导电膜层14的材料不限，可以是氧化锡、纳米碳材料、导电金属等，由于所述电致变色铝塑膜100需要具有良好的柔韧性和弯曲性，因此，在本实施例中，所述导电膜层14选用氧化锡，氧化锡制作而成的所述导电膜层14具有具有优良的吸附性能和电学性能，且弯曲性更好，在弯曲时的时候更加不易断裂从而保证所述电致变色铝塑膜100的使用寿命。

请参阅图1和图5，所述电致变色模组层3和所述尼龙层4之间还设有折射层15。所述折射层15具有一定的柔韧性，设有所述折射层15以在所述电致变色铝塑膜100显色时，使显色区域更加明显，更易被察觉；所述折射层15的设置层数不限，可以是一层、也可以是两层或者是三层，在本实施例中，所述折射层15设置为一层，在达到突出显色效果的同时能够有效控制制作成本。

请再次参阅图1和图5，所述热封膜、所述铝塑膜层2、所述电致变色模组层3和所述尼龙层4之间通过粘合层17连接。

所述粘合层17的设置使得所述电致变色铝塑膜100的相邻膜层之间贴附的更加紧密，避免所述电致变色铝塑膜100长时间使用后，相邻膜层之间发生分离，使得所述电致变色铝塑膜100漏电自检效果降低。

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 (9)

1.一种电致变色铝塑膜，其特征在于，包括由下至上依次叠合的热封膜层、铝塑膜层、电致变色模组层和尼龙层；

其中，所述电致变色模组层包括多个电致变色模块，多个所述电致变色模块沿横纵向矩阵式排布，且设于所述铝塑膜层与所述尼龙层之间；

所述电致变色模组层还包括绝缘层，所述绝缘层贴合设置在所述铝塑膜层与所述尼龙层之间，所述绝缘层在对应多个所述电致变色模块的位置开设有多个安装槽，多个所述电致变色模块设于对应的所述安装槽内，每一所述电致变色模块的下端与所述铝塑膜层接触。

2.如权利要求1所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，每一所述电致变色模块包括多个阳极电致变色模块和多个阴极电致变色模块，多个所述阳极电致变色模块和多个所述阴极电致变色模块沿横纵向交错贴合。

3.如权利要求2所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，相邻的所述阳极电致变色模块和所述阴极电致变色模块之间通过弹性黏合块连接。

4.如权利要求2所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，所述阳极电致变色模块包括由下至上依次叠合的离子储存层、电解质层、阳极电致变色层和包覆层，所述包覆层包覆所述离子储存层、所述电解质层和所述阳极电致变色层，且使所述离子储存层的下端与所述铝塑膜层接触；

其中，所述阳极电致变色层为有机电致变色材料或阳极无机电致变色材料。

5.如权利要求2所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，所述阴极电致变色模块包括由下至上依次叠合的离子储存层、电解质层、阴极电致变色层和包覆层，所述包覆层包覆所述离子储存层、所述电解质层和所述阴极电致变色层，且使所述离子储存层的下端与所述铝塑膜层接触；

其中，所述阴极电致变色层为有机电致变色材料或阴极无机电致变色材料。

6.如权利要求4或5所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，位于每一所述阳极电致变色模块的所述包覆层和位于每一所述阴极电致变色模块的所述包覆层的上端均设有气囊。

7.如权利要求4或5所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，位于每一所述阳极电致变色模块的所述离子储存层和位于每一所述阴极电致变色模块的所述离子储存层的下端与所述铝塑膜之间均通过导电膜层连接。

8.如权利要求1所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，所述电致变色模组层和所述尼龙层之间还设有折射层。

9.如权利要求1所述的电致变色铝塑膜，其特征在于，所述热封膜层、所述铝塑膜层、所述电致变色模组层和所述尼龙层之间通过粘合层连接。

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