CN217035806U - 铝塑膜以及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及软包锂离子电池技术领域，公开了一种铝塑膜以及锂离子电池。该铝塑膜包括依次层叠的尼龙层、胶粘剂层、铝层、胶粘剂层和PP层；其中，所述PP层包括内PP层和至少一层保护层，所述保护层包括无纺布层和外PP层。本实用新型提供的铝塑膜，在PP层中间设置无纺布层，将单层PP层设置为内PP层‑无纺布层‑外PP层的三明治结构，可防止封装过程中内PP层和外PP层过熔，大大改善封装异常，降低绝缘不良的发生。

Description

铝塑膜以及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及软包锂离子动力电池技术领域，具体涉及一种铝塑膜以及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池的安全关系到汽车的安全，因而锂离子电池在电动汽车系统中至关重要。目前软包锂离子电池封装后最常见的缺陷是绝缘不良，不良率＞11％。对出现绝缘不良的软包锂离子电池进行绝缘内阻测试，可以发现大部分软包锂离子电池的绝缘内阻＜10MΩ。

软包锂离子电池在封装过程中，比较难控制封装效果和熔胶量，容易造成PP胶过熔，导致铝塑膜里面的铝层裸漏，与电解液接触，形成离子导通，同时顶封如果PP层破损，就会造成铝塑膜与极耳导通，形成电子通路，造成电池内腐蚀。这对电池安全性，是一个巨大的隐患，很容易造成电池铝塑膜破损，造成电池着火。目前，大部分公司都在努力改善绝缘不良问题，但是都没有找到很好的办法去控制封装熔胶量，也没有办法去控制绝缘不良产生。

因此，亟待提供一种能够改善封装效果，解决绝缘不良问题的铝塑膜以及锂离子电池。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的铝塑膜绝缘不良的问题，提供一种铝塑膜以及锂离子电池。该铝塑膜可以明显改善封装效果，大大降低绝缘不良率。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种铝塑膜，所述铝塑膜包括依次层叠的尼龙层、胶粘剂层、铝层、胶粘剂层和PP层；其中，所述 PP层包括内PP层和至少一层保护层，所述保护层包括无纺布层和外PP层。

优选地，所述铝塑膜的厚度为142-162μm，所述胶粘剂层的厚度为 2-10μm。

优选地，所述尼龙层、铝层和PP层的厚度比为1：1-2：3-4。

优选地，所述无纺布层的厚度为5-25μm。

优选地，在所述PP层中设置有2-5层保护层。

优选地，所述无纺布层为网状结构。

优选地，在所述保护层中，无纺布层呈现锯齿形或者波浪形。

优选地，所述内PP层的熔点为130-150℃，所述无纺布层的熔点为 220-380℃，所述外PP层的熔点为150-170℃。

优选地，所述内PP层的熔点比外PP层的熔点低。

本实用新型的第二方面提供了一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括本实用新型第一方面所述的铝塑膜。

通过上述技术方案，本实用新型所取得的有益技术效果如下：

1)本实用新型提供的铝塑膜，保持PP层厚度不变，在PP层中间设置无纺布层，将单层PP层设置为包括内PP层、无纺布层和外PP层的三层结构，利用无纺布层防止封装过程中内PP层和外PP层过熔，可以大大改善封装异常，降低绝缘不良的发生；

2)本实用新型提供的铝塑膜，优选地，PP层中每一层的熔点均不相同，在封装过程中，可以方便控制熔胶量；且无纺布层的熔点大，可以防止过熔；

3)本实用新型提供的锂离子电池，在无需改变电池配方体系、电池尺寸和电池包尺寸的前提下，解决了绝缘不良问题，将电池的绝缘不良率由原来的11.4％变成0.6％，使得电池不容易发生内腐蚀，明显改善了电池的安全性能，改造成本低，经济效益好，适合工业化推广。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种优选的实施方式中的铝塑膜的层结构剖面示意图。

附图标记说明

1，尼龙层 2，胶粘剂层 3，铝层

41，内PP层 42，无纺布层 43，外PP层

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本实用新型的第一方面提供了一种铝塑膜，所述铝塑膜包括依次层叠的尼龙层1、胶粘剂层2、铝层3、胶粘剂层2和PP层4；其中，所述PP层4 包括内PP层41和至少一层保护层，所述保护层包括无纺布层42和外PP 层43。

传统的铝塑膜一般分为5层，分别为尼龙层、胶粘剂层、铝层、胶粘剂层和PP层。其中，尼龙层主要用于提高铝塑膜的抗冲击性能、耐刺穿性能、耐热、绝缘和摩擦性能。胶粘剂层主要起连接作用，避免层脱落。铝层主要用于隔绝水蒸气、其他溶剂、氧气以及氧化性气体等进入电池内芯，阻止电池电解液发生氧化或水解反应。PP层为单层，厚度在80μm左右，用于提高铝塑膜封装密闭电池内芯的强度，阻止电解液外漏及金属电极与铝箔接触短路。但是，单层PP层在封装过程中，PP胶熔胶量很难控制，容易造成过熔或者不熔，导致绝缘不良。本实用新型的发明人经过研究发现，在PP层中间设置无纺布层，将单层PP层设置为内PP层-无纺布层-外PP层的三明治结构，可防止封装过程中内PP层和外PP层过熔，大大改善封装异常，降低绝缘不良的发生。

在一个优选的实施方式中，本实用新型对尼龙层1、胶粘剂层2和铝层 3的材质不做特殊限定。其中，尼龙层1的材质可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或尼龙(PA)，铝层3的材质可以是纯铝或本领域常用的铝合金。胶粘剂层2的材质可以是改性聚丙烯或氨基树脂。

在一个优选的实施方式中，所述铝塑膜的厚度为142-162μm，优选为 152μm。

在一个优选的实施方式中，所述胶粘剂层2的厚度为2-10μm，优选为 2-8μm。

在一个优选的实施方式中，所述尼龙层1、铝层3和PP层4的厚度比为1：1-2：3-4。例如，所述尼龙层1的厚度为25μm，所述铝层3的厚度为 40μm，所述PP层4的厚度为80μm。

在一个优选的实施方式中，所述无纺布层5的厚度为5-25μm，优选为 10-15μm。

在一个优选的实施方式中，在保持PP层4厚度不变的情况下，在所述 PP层4中设置有2-5层保护层。

在进一步优选的实施方式中，在保持PP层4厚度不变的情况下，在所述PP层4中设置有1-3层保护层。

也即，在本实用新型中，PP层4的结构为内PP层-无纺布层-外PP层，或者内PP层-无纺布层-外PP层-无纺布层-外PP层，或者内PP层-无纺布层-外PP层-无纺布层-外PP层-无纺布层-外PP层。其中，通过在PP层4中增加保护层的设置层数，可以进一步降低绝缘不良的发生。

为了提高内PP层和外PP层的连接强度，在一个优选的实施方式中，所述无纺布层为网状结构。

为了提高内PP层和外PP层的连接强度，在一个优选的实施方式中，在所述保护层42中，无纺布层5呈现锯齿形或者波浪形。

在一个优选的实施方式中，所述内PP层41的熔点为130-150℃，优选为140-145℃；所述无纺布层42的熔点为220-380℃，优选为300-320℃；所述外PP层43的熔点为150-170℃，优选为155-160℃。

在进一步优选的实施方式中，所述内PP层41的熔点比外PP层43的熔点低，优选低15-20℃。

在本实用新型中，内PP层41的熔点比外PP层43的熔点低，在封装过程中，可以方便控制熔胶量。在使用时，外PP层43首先熔胶，无纺布层 42熔点比较高，可以防止过熔，内PP层41与铝层3熔胶，铝塑膜贴合更紧密，这样可以有效控制铝塑膜热封过熔和不熔的问题，大大改善封装异常，降低绝缘不良的发生。

在一个优选的实施方式中，所述内PP层41和外PP层43的材质为聚丙烯，所述聚丙烯选自等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。

其中，PP是polypropylene的缩写，意为聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polyprolene)、间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)和无规聚丙烯(atacticpolypropylene) 三种。甲基(-CH₃)分布在主链一侧的为等规聚丙烯，甲基交替规整地排列在主链两侧的为间规聚丙烯，甲基分布无规律的为无规聚丙烯。

在一个优选的实施方式中，内PP层41和外PP层43的熔点可以通过选择不同分子量和等规度(聚合度)的聚丙烯来进行控制，本实用新型对此不在进行赘述。

其中，等规度(聚合度)，是描述有规异构所占比例的物理量，即有规异构体占有全部高分子的百分数。聚丙烯的等规度(聚合度)越高，聚丙烯的结晶度越高，熔点、拉伸强度、弯曲模量、冲击强度等性能越好。

在一个优选的实施方式中，所述无纺布层42中，所述无纺布的材质选自丙纶、聚酯纤维、涤纶(PET)、锦纶(PA)、粘胶纤维、腈纶、乙纶(HDPE)、氯纶(PVC)中的其中一种。

在一个优选的实施方式中，为了提高PP层的密封性，内PP层41、无纺布层42和外PP层43之间通过热熔法进连接。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例1

实施例1中的铝塑膜的结构如图1所示，其中，铝塑膜包括依次层叠的厚度为25μm的尼龙层，厚度为4μm的胶粘剂层，厚度为40μm的铝层，厚度为4μm的胶粘剂层，厚度为30μm的内PP层，厚度为14μm的无纺布层，厚度为36μm的外PP层；其中，内PP层的熔点为145℃，无纺布的材质为涤纶，熔点为260℃，外PP层的熔点为165℃，内PP层、无纺布层和外PP 层之间通过热熔法进连接。

将上述铝塑膜制备成软包电池，然后进行性能测试，其中，软包电池的制备方法如下：

步骤一、将人造石墨、粘结剂CMC、导电剂SP、SBR按照质量比为97： 1：0.4：1.6的比例在去离子水中混合，在搅拌锅中搅拌均匀后得到固含量为 51wt％的负极浆料；将负极浆料涂覆在铜箔上，进行辊压裁剪，得到负极片；

步骤二、将镍钴锰酸锂、碳纳米管、导电剂SP、粘结剂PVDF聚合物和除气剂按照质量比为96.1：0.5：1：1.2：0.2的比例在溶剂NMP中混合，在搅拌锅中搅拌均匀后得到固含量为68wt％的正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔上，对涂覆后的铝箔进行辊压，辊压后进行裁剪，得到正极片；

步骤三、制备电解液，其中，电解液中含有1mol/L的LiPF₆，电解液溶剂为体积比是3：7的EC和EMC混合液；将上述负极片，上述正极片，隔膜，电解液和辅材，制作成软包电池(以60AH为例)裸电芯。

步骤四、将上述裸电芯用上述铝塑膜进行封装，化成和分容，得到软包锂离子电池。

对比例1

与实施例1相同，区别在于，将裸电芯用普通铝塑膜(铝塑膜单层PP) 进行封装，进行化成和分容，得到软包锂离子电池。

测试例1

采用万用表，对实施例1和对比例1中所制备的软包锂离子电池进行边内阻测试，计算绝缘不良率，测试结果如表1所示：

表1

	测试电池数量	绝缘不良数量	不良率
				实施例1	1000支	114支	11.40％
对比例1	1000支	6支	0.6％

测试例2

对实施例1和对比例1中的软包锂离子电池进行二次元测试，查看封印熔胶情况和熔胶后的厚度变化。由测试结果可知，实施例1所制备的软包锂离子电池封装后的熔胶效果好，厚度均匀，厚度满足工艺要求，没有短路风险。对比例1中的软包锂离子电池熔胶严重，个别地方发现PP层比较薄的现象，有离子短路的风险。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝塑膜，所述铝塑膜包括依次层叠的尼龙层、胶粘剂层、铝层、胶粘剂层和PP层；其特征在于，所述PP层包括内PP层和至少一层保护层，所述保护层包括无纺布层和外PP层。

2.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜的厚度为142-162μm；所述胶粘剂层的厚度为2-10μm。

3.根据权利要求1或2所述的铝塑膜，其特征在于，所述尼龙层、铝层和PP层的厚度比为1：1-2：3-4。

4.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，所述无纺布层的厚度为5-25μm。

5.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，在所述PP层中设置有2-5层保护层。

6.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，所述无纺布层为网状结构。

7.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，在所述保护层中，无纺布层呈现锯齿形或者波浪形。

8.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，所述内PP层的熔点为130-150℃，所述无纺布层的熔点为220-380℃，所述外PP层的熔点为150-170℃。

9.根据权利要求7所述的铝塑膜，其特征在于，所述内PP层的熔点比外PP层的熔点低。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1-9中任意一项所述的铝塑膜。

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