CN207602635U - 一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜 - Google Patents
一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下包括耐蚀复合铝层、中心铝层和PP层；所述耐蚀复合铝层通过第一胶黏剂层与所述中心铝层的上表面粘接；所述中心铝层的下表面通过第二胶黏剂层与所述PP层粘接。该复合膜利用铝箔具有双层结构的动力电池用铝塑复合膜，利用该膜制成的软包电池可以使用直接液冷的方式对电池组的温度进行调节，一方面大大提升了冷却效率，另一方面由于无需换热装置的存在，节省了电池组的内部空间，提高了电池组的体积/能量比。
Description
技术领域
本实用新型属于动力电池用铝塑复合膜技术领域，具体涉及一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜。
背景技术
新能源汽车由于其对环境的友好性而被国家大力支持，而新能源动力是新能源汽车技术的重中之重，由于其优异的性能得到了迅速的发展。锂电池作为新一代的商用电池，已经在3C产品上得到了广泛的应用。
根据外包装不同，锂电池可以分为硬包装的钢壳或铝壳电池以及软包装的铝塑膜电池。由于铝塑膜具有卓越的安全性、可靠性以及稳定性，得到了锂电池生产厂商的青睐。
锂电池在工作时由于化学反应会产生放热，低功率的电池由于放热较低，所以一般采用自然冷却或风冷的形式。而高功率电池，由于软包装电池的特性，不能直接用液体与之接触，所以冷却较为困难。目前解决冷却电池组问题的方案之一是在电池组中装上导热管，管子中灌注冷却液(如特斯拉的电池组中用铝管中灌注乙二醇-水(1:1)混合物作为冷却液)。这样降低了电池组的体积/能量比，造成空间的浪费。
随着软包电池在动力汽车领域的应用越来越广泛，软包动力电池pack采用液冷式电池热管理系统的需求也逐步显现。目前，现有的软包装电池采用的封装材料均为铝塑复合膜，其主流结构一般为内层PP+铝层+外层尼龙层，其大体结构如附图1所示。其中铝层两面涂布胶黏剂，分别粘外层尼龙和内层PP，PP起到热封作用，铝箔层作为封装隔绝空气和水汽的作用，尼龙起表面防护抗划伤作用。由于此种结构中，外层尼龙层不耐水，如果直接让冷却液与软包装接触，水分子会透过尼龙层而到达铝层，长此以往铝层会产生“氢脆”的效果，造成使用寿命大大降低，且产生一定的安全隐患。所以软包装锂电池冷却时不能直接用液冷方式冷却，需用另外的换热设备，冷却液与软包装产生间接接触产生换热，这样造成了动力电池的空间浪费，造成了电池组的体积/能量比偏低；而且致使热传导效率不高，无法满足动力电池大功率充放电的需求。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其利用铝箔本身的优异阻隔性能来代替外层的尼龙层，封闭外界液体，防止外界液体对中心铝层的腐蚀，避免软包装锂电池直接液冷时出现“氢脆”现象，提高电池寿命。
本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下包括耐蚀复合铝层、中心铝层和PP层；所述耐蚀复合铝层通过第一胶黏剂层与所述中心铝层的上表面粘接；所述中心铝层的下表面通过第二胶黏剂层与所述PP层粘接。
优选地，所述耐蚀复合铝层的厚度为40-100μm，进一步优选为60-100μm；更进一步优选为60-80μm；最优选为60-70μm。
优选地，所述中心铝层的厚度为25-60μm，进一步优选为30-60μm，更进一步优选为30-50μm。
优选地，所述中心铝层为7系合金铝箔和/或8系合金铝箔。
优选地，所述PP层的厚度与耐蚀复合铝层的厚度相近。
优选地，所述PP层为流延工艺制得的流延聚丙烯CPP膜。
优选地，所述胶黏剂层的涂布干膜厚度为3-20μm，进一步优选为3-15μm；更进一步优选为3-8μm；最优选为3-5μm。
优选地，所述胶黏剂为聚氨酯类、苯乙烯树脂、丙烯酸类和聚烯烃类胶黏剂中的一种或多种。
进一步优选为聚氨酯类和/或聚烯烃类胶黏剂。
优选地，所述耐蚀复合铝层为多层结构，由多层耐腐蚀铝箔与纯铝热轧复合得到。
优选地，所述耐蚀复合铝层自上而下包括第一铝锰合金层、纯铝层、第二铝锰合金层。
进一步优选地，所述耐蚀复合铝层上、下表面外部还包括多孔阳极氧化膜层。
进一步优选地，所述铝锰合金层的厚度为15-25μm，更进一步优选为18-22μm。
进一步优选地，所述铝锰合金为3000系铝锰合金。
进一步优选地，所述纯铝层的厚度为15-25μm，更进一步优选为18-22μm。
进一步优选地，所述铝锰合金层外均包括多孔型阳极氧化膜层。
进一步优选地，所述多孔型阳极氧化膜层的厚度为3-25μm，更进一步优选为6-25μm，又进一步优选为14-20μm，最优选为14-16μm。
进一步优选地，所述第一铝锰合金层上边的多孔型阳极氧化膜层用聚四氟乙烯进行浸透式处理。
由于多孔型的阳极氧化膜存在大量直达基体的孔洞，使用聚四氟乙烯以浸透的方式对孔洞进行封孔处理，既可以进一步提高铝箔的防水性，而且由于聚四氟乙烯的极低表面能可以减少甚至无需爽滑剂的使用，再者，由于与中心铝层复合一侧存在孔洞，即未进行封孔处理，可进一步提升耐蚀复合铝层的剥离力。
本实用新型的突出效果为：
(1)本实用新型提供了一种具有双层结构的动力电池用铝塑复合膜，利用该膜制成的软包电池可以使用直接液冷的方式对电池组的温度进行调节。一方面大大提升了冷却效率，另一方面由于无需换热装置的存在，节省了电池组的内部空间，提高了电池组的体积/能量比。
(2)采用双层铝箔结构，外层耐蚀复合铝层用于封闭外界液体，可防止外界液体对中心铝层的腐蚀，避免了软包装锂电池直接液冷时出现“氢脆”现象，可以提高电池的寿命。
(3)本实用新型的优选方案外层铝箔采用多层复合结构，使复合膜的整体延伸性显著提高，并且由于外层氧化膜经过特殊处理，使得胶黏剂对外层耐蚀复合铝层的粘着力大幅提高，使制得的整个铝塑复合膜结构牢固，不易分层。
(4)由于外层耐蚀复合铝层的外表面使用聚四氟乙烯进行了封孔处理，一方面提高了其防水性能，另一方面由于聚四氟乙烯的极低表面能使得其外表面无需爽滑剂的涂布，可以减化生产工序，节约生产成本。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
附图1是现有技术中铝塑复合膜的结构示意图；
附图2是本实用新型实施例1提供的铝塑复合膜的结构示意图；
附图3为本实用新型实施例2提供的铝塑复合膜的结构示意图；
附图4为本实用新型实施例3、4提供的铝塑复合膜的结构示意图；
其中，附图1中1为尼龙层；2为胶黏剂1；3为铝层；4为胶黏剂2；5为PP层；
附图2-4中1为耐蚀复合铝层；2为第一胶黏剂层；3为中心铝层；4为第二胶黏剂层；5为PP层；
11为第一铝-锰合金层；12为纯铝层；13为第二铝锰合金层；14为经封孔处理的阳极氧化膜；15为未经封孔处理的阳极氧化膜。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，本实施例的一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下依次包括耐蚀复合铝层1、中心铝层3和PP层5；所述耐蚀复合铝层1通过第一胶黏剂层2与所述中心铝层3的上表面粘接；所述中心铝层3的下表面通过第二胶黏剂层4与所述PP层5粘接。
所述耐蚀复合铝层1为3003号合金热轧复合制得，厚度为100μm，
所述第一胶黏剂层2的涂布干膜厚度为20μm，
所述中心铝层为7系合金铝箔，厚度为55μm，
所述第二胶黏剂层4的涂布干膜厚度为15μm；
所述PP层5的厚度为80μm；胶黏剂为聚氨酯类胶黏剂。
实施例2
如图3所示，本实施例的一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下依次包括第一铝-锰合金层11；纯铝层12；第二铝锰合金层13、中心铝层3和PP层5；所述第二铝锰合金层13通过第一胶黏剂层2与所述中心铝层3的上表面粘接；所述中心铝层3的下表面通过第二胶黏剂层4与所述PP层5粘接；
所述铝锰合金层的11、13的厚度均为20μm，
纯铝层12的厚度为20μm，
第一胶黏剂层2的涂布干膜厚度为14μm，
中心铝层3为8系合金铝箔，厚度为40μm，
第二胶黏剂层4的涂布干膜厚度为8μm，
PP层5的厚度为50μm，胶黏剂为聚丙烯类胶黏剂。
实施例3
如图4所示，本实施例的一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下依次包括经封孔处理的阳极氧化膜14；第一铝-锰合金层11；
纯铝层12；第二铝锰合金层13；未经封孔处理的阳极氧化膜15；中心铝层3和PP层5；
所述未经封孔处理的阳极氧化膜15通过第一胶黏剂层2与所述中心铝层3的上表面粘接；所述中心铝层3的下表面通过第二胶黏剂层4与所述PP层5粘接；
所述经封孔处理的阳极氧化膜14的厚度为14μm，
所述第一铝锰合金层11为3000系铝锰合金，厚度为18μm，
所述纯铝层12的厚度为15μm，
第二铝锰合金层13为3000系铝锰合金，厚度为14μm，
未经封孔处理的阳极氧化膜15的厚度为14μm；
第一胶黏剂层2的涂布干膜厚度为8μm；
中心铝层3为7系合金铝箔，厚度为30μm，
第二胶黏剂层4的涂布干膜厚度为15μm，
CPP厚度为90μm，
第一胶黏剂层的胶黏剂为聚丙烯类胶黏剂，
第二胶黏剂层的胶黏剂为丙烯酸类胶黏剂，
所述第一铝锰合金层上边的多孔型阳极氧化膜层用聚四氟乙烯进行浸透式处理。
其中，耐蚀复合铝箔采用三层铝箔热轧复合制得：先按至上而下铝锰合金、纯铝、铝锰合金的顺序叠放三层铝箔，轧制得厚度为75μm的半成品，半成品铝箔厚度差不超过1μm，再将半成品铝箔进行硫酸浴阳极氧化处理，阳极氧化膜厚度控制在14μm，最后使用聚四氟乙烯浸透处理进行单面封孔即可收卷。
该实施例复合膜的制备工艺为：将前述耐蚀复合铝箔与中心铝层的上表面通过第一胶黏剂聚丙烯类胶黏剂粘接后放入60℃熟成室熟成7天；
熟成完毕后冷却至室温，然后将中心铝层的下表面通过第二胶黏剂层丙烯酸类胶黏剂与PP层粘接，收卷，在40℃熟成3天后完成制作。
实施例4
如图4所示，本实施例的一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下依次包括经封孔处理的阳极氧化膜14；第一铝-锰合金层11；
纯铝层12；第二铝锰合金层13；未经封孔处理的阳极氧化膜15；中心铝层3和PP层5；
所述未经封孔处理的阳极氧化膜15通过第一胶黏剂层2与所述中心铝层3的上表面粘接；所述中心铝层3的下表面通过第二胶黏剂层4与所述PP层5粘接；
所述经封孔处理的阳极氧化膜14的厚度为20μm，
所述第一铝锰合金层11为3003号铝锰合金，厚度为30μm，
所述纯铝层12的厚度为25μm，
第二铝锰合金层13为3003号铝锰合金，厚度为14μm，
未经封孔处理的阳极氧化膜15的厚度为20μm；
第一胶黏剂层2的涂布干膜厚度为3μm；
中心铝层3为7系合金铝箔，厚度为36μm，
第二胶黏剂层4的涂布干膜厚度为5μm，
CPP厚度为110μm，
第一胶黏剂层的胶黏剂为聚丙烯类胶黏剂，
第二胶黏剂层的胶黏剂为丙烯酸类胶黏剂，
所述第一铝锰合金层上边的多孔型阳极氧化膜层用聚四氟乙烯进行浸透式处理。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含有双铝层结构的动力电池用铝塑复合膜，其自上而下包括耐蚀复合铝层、中心铝层和PP层；所述耐蚀复合铝层通过第一胶黏剂层与所述中心铝层的上表面粘接；所述中心铝层的下表面通过第二胶黏剂层与所述PP层粘接。
2.根据权利要求1所述的复合膜，所述耐蚀复合铝层的厚度为40-100μm。
3.根据权利要求1所述的复合膜，所述中心铝层的厚度为25-60μm。
4.根据权利要求1所述的复合膜，所述胶黏剂层的涂布干膜厚度为3-20μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的复合膜，所述耐蚀复合铝层自上而下包括第一铝锰合金层、纯铝层、第二铝锰合金层。
6.根据权利要求5所述的复合膜，所述铝锰合金层的厚度为15-25μm。
7.根据权利要求5所述的复合膜，所述纯铝层的厚度为15-25μm。
8.根据权利要求5所述的复合膜，所述铝锰合金层外均包括多孔型阳极氧化膜层。
9.根据权利要求8所述的复合膜，所述多孔型阳极氧化膜层的厚度为3-25μm。
10.根据权利要求8所述的复合膜，所述第一铝锰合金层上边的多孔型阳极氧化膜层用聚四氟乙烯进行处理。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111038134A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-21 | 解忠齐 | 一种可长期储存阳极氧化未封孔金属印刷材料及其制备方法和应用 |
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2018
- 2018-03-09 CN CN201820323701.2U patent/CN207602635U/zh active Active
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