CN208014751U - 用于锂离子电池的软包装材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于锂离子电池的软包装材料,在不影响其他性能的基础上提高包装材料的阻燃性能,显著改善锂电池的安全性问题。一种用于锂离子电池的软包装材料,包括自外至内依次层叠的基材层、第一粘结层、金属箔层、第二粘结层以及热封层;所述软包装材料还包括设于所述热封层和所述第二粘结层之间的阻燃层。所述阻燃层为低聚芳基磷酸酯层或低聚芳基亚磷酸酯层。
Description
技术领域
本实用新型属于电池包装材料领域,具体涉及一种用于锂离子电池的软包装材料。
背景技术
随着社会和经济发展,锂电池在日常生活中的应用越来越普遍,其安全性能也越来越引起人们关注。锂电池所用电解液多为有机易燃物,若使用不当(如机械损伤、高温高湿、充电电压过高等),可能会因正负极直接接触而造成短路,从而在短时间内释放出大量的热,甚至导致电池起火,严重危害使用者的安全。
有机磷系阻燃剂大都具有高效、无毒、无卤等优点,符合阻燃剂的发展方向,具有很好的发展前景。这些阻燃剂在高温受热时产生自由基,可以捕获电解液溶剂释放的H自由基,从而阻止碳氢化合物自由基链式放热反应的进一步发生,起到防止电池燃烧的目的。在电解液中直接加入阻燃剂,虽然能够起到阻燃效果,但同时会造成电解液变稠,电池内阻增大,导致电池容量、倍率性能、恒流比等性能明显的降低。除此之外,人们还采用提高包装材料的阻燃性的方法来提高锂电池的安全性能。提高锂电池软包装材料阻燃能力的前提是必须保证材料的其他性能不受影响,尤其是高温热封性能和层间粘接性能。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术中存在的不足和问题,提出了一种用于锂离子电池的软包装材料,在不影响其他性能的基础上提高包装材料的阻燃性能,显著改善锂电池的安全性问题。
本实用新型采用的技术方案如下:
一种用于锂离子电池的软包装材料,包括自外至内依次层叠的基材层、第一粘结层、金属箔层、第二粘结层以及热封层;所述软包装材料还包括设于所述热封层和所述第二粘结层之间的阻燃层。
在一实施例中,所述阻燃层为低聚芳基磷酸酯层或低聚芳基亚磷酸酯层。
在一实施例中,所述阻燃层为低聚芳基磷酸酯与环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的复合材料层。
在一实施例中,所述阻燃层为低聚芳基亚磷酸酯与环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的复合材料层。
在一实施例中,所述低聚芳基磷酸酯或所述低聚芳基亚磷酸酯的分子量为500-10000。
在一实施例中,所述阻燃层的厚度为1-10μm。
在一实施例中,所述基材层的厚度为5-50μm,所述第一、第二粘接层的厚度为1-10μm,所述金属箔层的厚度为10-100μm,所述热封层的厚度为10-100μm。
在一实施例中,所述基材层为所述软包装材料的最外层,所述基材层为聚酰胺层、聚酯层、聚酰亚胺层或其复合层。
在一实施例中,所述第一粘结层为涂覆形成在所述金属箔层暗面上的聚氨酯胶黏剂层或环氧树脂胶黏剂层;所述金属箔层为铝箔层或不锈钢箔层;所述第二粘结层为涂覆形成在所述金属箔层亮面的聚氨酯胶黏剂层、环氧树脂胶黏剂层或酸改性聚烯烃树脂层。
在一实施例中,所述热封层为所述软包装材料的最内层,所述热封层为链状聚烯烃层或环状聚烯烃层或其复合层。
本实用新型采用以上方案,相比现有技术具有如下优点:
在最内层的热封层和第二粘结层之间单独插入一层阻燃层,可以在不影响其他性能的基础上提高包装材料的阻燃性能,显著改善锂电池的安全性问题。
附图说明
图1为根据本实用新型的一种用于锂离子电池的软包装材料的结构示意图。
上述附图中,
1、基材层;2、第一粘结层;3、金属箔层;4、第二粘结层;5、阻燃层;6、热封层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。本实用新型对方位的定义是根据本领域人员的惯常观察视角和为了叙述方便而定义的,不限定具体的方向。
图1示出了本实用新型的一种用于锂离子电池的软包装材料。如图1所示,本实施例中锂电池软包装材料包括自外至内依次层叠基材层1、第一粘接层2、金属箔层3、第二粘接层4以及热封层6。该软包装材料还包括位于第二粘结层4和热封层6之间的阻燃层5,阻燃层5具体位于热封层外表面上。本实施例中,阻燃层5为低聚芳基磷酸酯层。阻燃层5还可以为低聚芳基亚磷酸酯层;或为低聚芳基磷酸酯与环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的复合材料层;或为低聚芳基亚磷酸酯与环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的复合材料层。
在该实施例的锂电池软包装材料中,由于阻燃材料并非位于热封层内侧或层中,可保证高温热封时热封层材料间的充分熔融缠结;也并非添加到第二粘结层中,可避免层与层之间的粘结性能受到影响。通过聚合和引入芳基,可以改善磷酸酯分子量低、分解温度低、热稳定性差等缺点,同时保持良好的加工性,这对热封温度一般高于150℃的锂电池软包装材料来说尤为重要。而当阻燃层中5采用低聚芳基磷酸酯层或低聚芳基亚磷酸酯层与环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂的复合材料层时,有助于阻燃材料更好地成膜。所述的低聚芳基磷酸酯或低聚芳基亚磷酸酯的分子量为500-10000。分子量过低,阻燃剂的热稳定性难以保证,过高则难以加工。阻燃层5的厚度为1-10μm,若厚度小于1μm,阻燃层难以发挥作用,厚度超过10μm,样品的密封性能则会受到影响。
在本实用新型的锂电池软包装材料中,基材层1是最外层,起到绝缘耐热的作用。基材层1可以为聚酰胺层、聚酯层或聚酰亚胺层等。基材层1可以只由1层形成,也可以由相同或不同的树脂层形成的2层以上的叠层结构组成。基材层1厚度优选5-50μm。第一粘接层2可以为通过涂覆形成在金属箔层3暗面的聚氨酯胶黏剂层、环氧树脂胶黏剂层等。第一粘接层2的厚度优选1-10μm。金属箔层3既能提高软包装材料的强度和成型性,还能阻止水蒸气、氧、光等侵入电池内部,可以为铝箔层、不锈钢箔层等。所述金属箔层表面经过铬酸盐、磷酸盐、稀土盐等耐腐蚀处理。金属箔层3的厚度优选10-100μm。第二粘接层4可以为聚氨酯胶黏剂层、环氧树脂胶黏剂层、酸改性聚烯烃树脂膜等。所述第二粘接层4可通过涂覆胶黏剂得到,也可以通过树脂熔融挤出成膜得到。第二粘接层4的厚度优选1-10μm。热封层6是形成最内层,并在电池组装时能够彼此热熔接从而将电池元件密封的层。热封层6可以为链状聚烯烃层、环状聚烯烃层等。热封层6可以只由1层形成,也可以为由相同或不同的树脂层形成的2层以上的叠层结构。热封层6的厚度优选10-100μm。
由于单独插入阻燃层,本实用新型的锂电池软包装材料可以在不影响其他性能的基础上提高包装材料的阻燃性能,显著改善锂电池的安全性问题。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,是一种优选的实施例,其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变换或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于锂离子电池的软包装材料,包括自外至内依次层叠的基材层、第一粘结层、金属箔层、第二粘结层以及热封层;其特征在于:所述软包装材料还包括设于所述热封层和所述第二粘结层之间的阻燃层。
2.根据权利要求1所述的软包装材料,其特征在于:所述阻燃层为低聚芳基磷酸酯层或低聚芳基亚磷酸酯层。
3.根据权利要求2所述的软包装材料,其特征在于:所述阻燃层为低聚芳基磷酸酯与环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的复合材料层。
4.根据权利要求2所述的软包装材料,其特征在于:所述阻燃层为低聚芳基亚磷酸酯与环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的复合材料层。
5.根据权利要求2或3或4所述的软包装材料,其特征在于:所述低聚芳基磷酸酯或所述低聚芳基亚磷酸酯的分子量为500-10000。
6.根据权利要求1所述的软包装材料,其特征在于:所述阻燃层的厚度为1-10μm。
7.根据权利要求1所述的软包装材料,其特征在于:所述基材层的厚度为5-50μm,所述第一、第二粘接层的厚度为1-10μm,所述金属箔层的厚度为10-100μm,所述热封层的厚度为10-100μm。
8.根据权利要求1所述的软包装材料,其特征在于:所述基材层为所述软包装材料的最外层,所述基材层为聚酰胺层、聚酯层、聚酰亚胺层或其复合层。
9.根据权利要求1所述的软包装材料,其特征在于:所述第一粘结层为涂覆形成在所述金属箔层暗面上的聚氨酯胶黏剂层或环氧树脂胶黏剂层;所述金属箔层为铝箔层或不锈钢箔层;所述第二粘结层为涂覆形成在所述金属箔层亮面的聚氨酯胶黏剂层、环氧树脂胶黏剂层或酸改性聚烯烃树脂层。
10.根据权利要求1所述的软包装材料,其特征在于:所述热封层为所述软包装材料的最内层,所述热封层为链状聚烯烃层或环状聚烯烃层或其复合层。
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