CN2541364Y - 一种用于包装锂电池的复合包装膜结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于包装锂电池的复合包装膜结构，包括热塑性塑料外层、金属箔层、热塑性塑料绝缘层，热塑性塑料外层、金属箔层、热塑性塑料绝缘层由上而下依次层叠设置，其特征在于：该包装膜结构还进一步包括聚合物吸水层，热塑性塑料绝缘层贴置于聚合物吸水层上。吸水层能将电池内部残留的水份及副反应产生的水份有效地吸收，更好地达到防水、防潮、良好的密封效果和绝缘性能，去除电池内部杂质的作用，提高了电池的性能并延长电池的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池的包装，更具体地指一种用于包装锂电池的复合包装膜结构。
背景技术
可充式锂电池是一种具有高能量密度、高电压、重量轻、体积小并在便携式电子产品领域得到大规模应用的电池。其负极含有锂元素，根据不同种类分别以金属、合金或可嵌锂与脱锂的碳材料或化合物形式存在。正极通常为可嵌锂与脱锂的金属氧化物。另外还包括具有锂离子导电性的非水电解质、隔膜及正负集电体。可充式锂电池通常均对环境中的氧气与水份极为敏感，换言之，要保持可充式锂电池的高性能，必须将其与环境中的氧气、水份及腐蚀性物质隔绝。
目前可充式锂电池采用金属外壳包装与柔性复合材料进行包装，通过密封来达到与外部空气隔绝的目的。一般的柔性复合包装材料均由三层材料组成，中间为一层金属箔，一侧为塑料外层，另一侧为塑料内层。塑料外层起绝缘、机械保护、印刷或贴标签等功能，金属箔主要防止外部空气中的氧气与水份进入电池内部，同时为包装材料提供一定的机械强度，如果在电池包装之前需将包装材料模压成规定形状，金属箔还可提供结构支撑，塑料内层可将金属箔与电池内电解液有效隔离防止发生反应，在密封时还可防止金属箔与电极导线接触发生短路，当施加适当的温度与压力时，还可自动将电极导线密封。如美国专利4,092,464、5,326,652、5,591,540、4,997,732、中国专利99212336.4就是采用了上述的柔性复合包装材料。这种结构的复合包装材料能较好地解决了电池与外部环境中氧气与水份的隔绝问题，但对电池的制造工艺提出了很高的要求，因为电池内部的痕量水份均会严重影响电池的性能与寿命。这样就不仅要求可充式锂电池的材料要充分干燥，而且电池的大部分制造工艺均需在特别干燥的环境下进行。但即使如此，某些材料结构内部的水份仍不能除去，如许多电池正极材料，要除去其结构中的痕量水份，干燥温度需要超过其分解温度。电池内部残留的痕量水份会与电解液发生反应生成腐蚀性的强酸如HF，对电池部件形成腐蚀，而金属氧化物的腐蚀又会生成水份，从而形成恶性循环，使腐蚀加剧，严重降低电池性能，缩短电池寿命。
发明内容
针对上述复合包装材料存在的问题，本实用新型的目的是提供一种用于包装锂电池的复合包装膜结构，使用该包装膜结构后，在提高锂电池的性能和延长电池寿命的同时，降低了对制造锂电池的工艺要求。
为了实现上述目的，本实用新型的包装膜结构包括热塑性塑料外层、金属箔层及热塑性塑料绝缘层，热塑性塑料外层、金属箔层及热塑性塑料绝缘层由上而下依次层叠设置，其特征在于：该包装膜结构还进一步包括聚合物吸水层，热塑性塑料绝缘层贴置于聚合物吸水层上。
由于本实用新型的包装膜结构在热塑性塑料外层、金属箔层、热塑性塑料绝缘层，增加了一聚合物吸水层，热塑性塑料绝缘层贴置于聚合物吸水层上。它能将电池内部残留的水份及副反应产生的水份有效地吸收，更好地达到防水、防潮、良好的密封效果和绝缘性能，去除电池内部杂质的作用，提高了电池的性能并延长电池的寿命。
附图说明
图1为本实用新型包装膜结构示意图。
图2为本实用新型包装膜吸水特性示意图。
图3为本实用新型包装膜封装锂电池示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型的用于包装锂电池的复合包装膜结构10包括热塑性塑料外层101、金属箔层102、热塑性塑料绝缘层103，热塑性塑料外层101、金属箔层102、热塑性塑料绝缘层103由上而下依次层叠设置，该包装膜结构还进一步包括聚合物吸水层104，热塑性塑料绝缘层103贴置于聚合物吸水层104上。
所述的包装膜结构10进一步包括剥离剂层105和保护层106，剥离剂层105和保护层106依次由上而下相贴置，且位于聚合物吸水层104下。
所述的热塑性塑料外层101的厚度为14-16微米。
所述的金属箔层102的厚度为24-26微米。
所述的热塑性塑料绝缘层103的厚度为35-45微米。
所述的聚合物吸水层104的厚度为9-11微米。
所述的剥离剂层105的厚度为9-11微米。
所述的保护层106的厚度为30-40微米。
上述的热塑性塑料外层101可以由各种密度的聚乙烯或聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯等制成，其它任何可制成薄膜的热塑性塑料也可采用。它不仅起绝缘、印刷或贴标签等功能，还可对电池提供附加机械保护，如当电池包装材料被针或类似物体穿透形成小于大约10微米的孔时，由于其本身具有的弹性可将孔自动密封，防止外部水份与空气进入。
金属箔层102，主要防止外部空气中的氧气与水份进入电池内部，因为外层塑料具有一定的透水与透气性，不能与外部环境完全隔绝。同时金属箔还为包装材料提供一定的机械强度，如果在电池包装之前需将包装材料模压成规定形状时，金属箔还可提供结构支撑，使包装材料易于成型。该层金属箔最常用的为铝箔，但铝合金、铜合金、或其他类似易于加工的金属材料也可使用。金属箔可采用常规的沉积、电镀、层压或挤压等方法与塑料层结合，使其不仅起隔离空气与水份的作用，还作为包装材料其它层材料的载体。
热塑性塑料绝缘层103必须具备绝缘特性，在较低的温度与压力下即能密封(以免密封时损坏电池)，熔融时还必须具有适当的流动性以便在与金属导线接触的部位形成连续密封，但熔融时的粘度也不能太低否则相邻的金属箔会与电池导线接触形成短路。该层可以由各种密度的聚乙烯或聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物中的一种或几种制成。
聚合物吸水层104为一种新型功能聚合物材料，其化学结构上含有羧基、羟基等极性基团及疏水的高分子骨架，具有超强的吸收水分能力，该材料一接触水份便迅速吸收形成一种不溶于水及有机溶剂的凝胶状物质，可以吸收自重的几百倍乃至上千倍的水份，同时被吸收后的水份很难被释放。该种材料为一种交联聚合物，在吸收水份后，水分子与聚合物结构上的羧基、羟基等极性基团发生水合，电离出大量的阳离子，阳离子可以做相对自由的运动，而电离出的聚合物离子则相对处于静止状态，相互之间存在强的静电斥力，引起聚合物链的伸展并最终导致整个聚合物网状结构在空间上的扩张，由于聚合物网状结构中大量的亲水基团，与水分子水化后，形成与结构外部溶剂大不相同的环境，由此产生极强的渗透压，这种趋势使周围环境中的水分子持续地进入交联聚合物的网状结构中，从而形成了超强的吸水能力。
保护层106由纸张或类似的廉价材料制成，其作用是减少该包装膜在使用前与空气接触机会，以免吸水层在使用之前失效。保护层106表面涂以剥离剂形成剥离剂层105。剥离剂层105的作用是在使用时，可使包装膜与保护层剥离。
通过实验可以得知，本实用新型的复合包装膜结构10具有超强的吸水特性，其特性见图2所示，在电池中使用后，可以有效吸收电池内部的痕量水分，达到非常满意的效果。即使电池在制造过程中控制不精确，也不致影响电池的性能与寿命。
利用本实用新型的包装膜结构后制得的锂电池，可见图3，图3中10为本实用新型的复合包装膜结构，302为可充式锂离子电池，303为电池导线，304为电解液。
在使用本实用新型的包装膜结构后，锂电池不仅能有效地与外部环境隔绝，达到防水、防潮、良好的密封效果和绝缘性能，还能将电池内部残留的水份及副反应产生的水份有效吸收，从而达到去除电池内部杂质的作用，提高电池的性能并延长电池的寿命。
Claims (8)
1、一种用于包装锂电池的复合包装膜结构，该包装膜结构包括热塑性塑料外层、金属箔层及热塑性塑料绝缘层，热塑性塑料外层、金属箔层及热塑性塑料绝缘层由上而下依次层叠设置，其特征在于：该包装膜结构还进一步包括聚合物吸水层，热塑性塑料绝缘层贴置于聚合物吸水层上。
2、如权利要求1所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的包装膜结构进一步包括剥离剂层和保护层，剥离剂层和保护层依次由上而下相贴置，且位于聚合物吸水层下。
3、如权利要求1或2所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的热塑性塑料外层的厚度为14-16微米。
4、如权利要求1或2所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的金属箔层的厚度为24-26微米。
5、如权利要求1或2所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的热塑性塑料绝缘层的厚度为35-45微米。
6、如权利要求1或2所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的聚合物吸水层的厚度为9-11微米。
7、如权利要求1或2所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的剥离剂层的厚度为9-11微米。
8、如权利要求1或2所述的用于包装锂电池的复合包装膜结构，其特征在于：所述的保护层的厚度为30-40微米。
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| CN1327541C (zh) * | 2005-06-22 | 2007-07-18 | 纪柏全 | 碱性电池的包装方法 |
| CN103337595A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-02 | 上海和辉光电有限公司 | 柔性封装衬底及其制造方法和使用该衬底的oled封装方法 |
| TWI700177B (zh) * | 2015-10-02 | 2020-08-01 | 日商昭和電工包裝股份有限公司 | 層壓外裝材 |
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2002
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