一种锂离子电芯用封装膜、锂离子电芯的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电芯用封装膜、锂离子电芯。


背景技术：

2.锂离子电池技术已日渐成熟，而其中的软包电芯电池组由于具有轻、薄、循环寿命长、安全性能好、能量密度高、放电平台稳定、功能性能出色、环保无污染等诸多优势而得以快速发展。
3.电池在使用的过程中会产生热量，如果模组结构设计里没有良好的阻燃设计，其中一个电池或其它部件发生起火的情况下，火势将会迅速扩大，引燃其它电池，造成严重的安全隐患。目前市场上已经发生多起电动车起火事件，通过研究发现，大多数电池并未有完整的阻燃系统，大部分只在电池内部增加阻燃剂，而电池外部更多的是靠散热去减小起火的风险，并不能起到有效延缓火势扩散的作用。特别地，在软包电池过充放、短路等异常情况下，内部产生大量热量，电池容易自燃，从内部扩散到外部锂离子电芯用封装膜，在一定高温下，锂离子电芯用封装膜也会被轻易烧毁，从而扩散到其它电池。
4.有鉴于此，确有必要提供一种技术方案以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电芯用封装膜，能够防止由于自身起火将热量和火焰传递给别的电池引发连锁反应。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种锂离子电芯用封装膜，包括保护外层、中间层、封装内层和功能层，所述保护外层、所述中间层和所封装内层依次层叠，所述功能层的数量为至少一层，所述功能层设置在所述保护外层的至少一侧和/或所述中间层的至少一侧和/或所述封装内层的至少一侧，所述功能层包括阻燃层和/或隔热层、或者阻燃隔热层。
8.需要说明的是，功能层可设置为阻燃层、隔热层、或者阻燃隔热层；功能层可设置为一层或多层；功能层的位置不限，具体可根据实际需求设置。当功能为一层时，功能层可设置在保护外层的外表面、封装内层的内表面或任意相邻两层之间。当功能层为多层时，功能层可设置在保护外层的至少一侧和/或中间层的至少一侧和/或封装内层的至少一侧。
9.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述保护外层、所述中间层、所述封装内层和所述功能层为一体成型设置。一体成型设置便于封装膜后续进行冲坑和封装等操作。
10.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，还包括粘合层，所述粘合层设置在任意相邻两层之间，所述粘合层的厚度为1～5μm。由于保护外层、中间层、封装内层和功能层的材质均不相同，需要粘合层将相邻的两层粘合起来。粘合层的主要材料为丙烯酸树脂。
11.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述功能层设置在所述保护外层和所述中间层之间。功能层中包括具有阻燃功能的氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝等物质，和/或具有隔热功能的硅酸钙和碳酸镁等物质。优选的，功能层避免设置在封装内层靠近锂离子电芯的一侧，尽量防止功能层与电解液接触，防止功能层中的物质与电解液发生反应。进一步优选的，功能层避免设置在保护外层远离锂离子电芯的一侧，保证功能层中的成分避免与空气接触发生反应。更进一步优选的，功能层设置在保护外层和中间层之间，既不影响保护外层的保护效果，也不影响封装内层的封装效果和与电解液的阻隔效果。
12.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述保护外层包括尼龙层或聚对苯二甲酸层，所述保护外层的厚度为15～30μm。尼龙层一能保护中间层、减少划痕及脏物浸染、确保电池具有良好的外观；二是阻止空气尤其是氧气的渗透，维持电芯内部的环境；三是保证中间层具备良好的形变能力。
13.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述中间层包括铝层或不锈钢层，所述中间层的厚度为30～50μm。中间层具有一定的厚度和强度，可以防止水汽渗透及外部对电芯的损伤，优选采用铝箔材。
14.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述封装内层的厚度为30～50μm，所述封装内层包括聚丙烯层。封装内层主要起封装、绝缘、阻止中间层与电解质接触等作用，主要采用pp层材料。
15.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述封装膜包括相互对应设置的第一主体部和第二主体部，所述第一主体部设置有容纳部，所述功能层设置在所述容纳部的内侧。在实际应用中，需要先对封装膜冲坑形成第一主体部，将裸电芯容纳于第一主体部的容纳部，再将第二主体部与第一主体部封装起来。仅将功能层设置在容纳部的内侧，而第一主体部和第二主体部封装的部分不设置功能层，不但不会影响第一主体部和第二主体部的封装效果，还能节约功能层的材料。
16.作为本实用新型所述的锂离子电芯用封装膜的一种改进，所述功能层还设置在与所述容纳部相对应的所述第二主体部的内侧或外侧。在实际应用中，在封装膜冲坑形成第一主体部后，在第二主体部与容纳部相对应的内侧或外侧相应设置功能层，可进一步防止裸电芯燃烧的火焰冲出封装膜。
17.本实用新型的目的之二在于：提供一种锂离子电芯，包括裸电芯和用于封装所述裸电芯的封装膜，所述封装膜为说明书前文任一项所述的锂离子电芯用封装膜。
18.相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型提供了一种锂离子电芯用封装膜，包括保护外层、中间层、封装内层和功能层，所述保护外层、所述中间层和所封装内层依次层叠，所述功能层的数量为至少一层，所述功能层设置在所述保护外层的至少一侧和/或所述中间层的至少一侧和/或所述封装内层的至少一侧，所述功能层包括阻燃层和/或隔热层、或者阻燃隔热层。本实用新型提供的锂离子电芯用封装膜，包括具有阻燃和/或隔热功能的功能层，当电池内部温度过高时，具有阻燃和/或隔热效果的功能层发挥作用，避免封装膜起火燃烧，也能避免发热的锂离子电池的热量扩散到其他电池使得其他电池发生起火，避免了连锁反应的发生，给用户预留了充足的反应时间。
附图说明
19.图1是实施例1中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
20.图2是实施例2中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
21.图3是实施例3中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
22.图4是实施例4中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
23.图5是实施例5中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
24.图6是实施例6中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
25.图7是实施例7中锂离子电芯用封装膜的结构示意图。
26.图8是实施例8中锂离子电芯的结构示意图。
27.其中：1
‑
保护外层、2
‑
中间层、3
‑
封装内层、4
‑
功能层、5
‑
粘合层、6
‑
裸电芯、10
‑
第一主体部，20
‑
第二主体部。
具体实施方式
28.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
32.实施例1
33.如图1所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，功能层4设置在中间层2和封装内层3之间，功能层4为阻燃隔热层。功能层4中包括具有阻燃功能的氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝等物质，和/或具有隔热功能的硅酸钙和碳酸镁等物质，功能层4中的物质不与电解液发生反应。
34.进一步的，保护外层1、中间层2、封装内层3和功能层4为一体成型设置。一体成型设置便于封装膜后续进行冲坑和封装等操作。
35.进一步的，保护外层1包括尼龙层或聚对苯二甲酸层，保护外层1的厚度为15～30μm。尼龙层一能保护中间层2、减少划痕及脏物浸染、确保电池具有良好的外观；二是阻止空气尤其是氧气的渗透，维持电芯内部的环境；三是保证中间层2具备良好的形变能力。
36.进一步的，中间层2包括铝层或不锈钢层，中间层2的厚度为30～50μm。中间层2具有一定的厚度和强度，可以防止水汽渗透及外部对电芯的损伤，优选采用铝箔材。
37.进一步的，封装内层3的厚度为30～50μm，封装内层3包括聚丙烯层。封装内层3主要起封装、绝缘、阻止中间层2与电解质接触等作用，主要采用pp层材料。
38.实施例2
39.如图2所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，功能层4设置在保护外层1和中间层2之间，功能层4为阻燃隔热层。
40.其余与实施例1相同，这里不再赘述。
41.实施例3
42.如图3所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，功能层4设置在保护外层1的外表面，功能层4为阻燃隔热层。
43.其余与实施例1相同，这里不再赘述。
44.实施例4
45.如图4所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，功能层4设置在封装内层3的内表面，功能层4为阻燃隔热层。
46.其余与实施例1相同，这里不再赘述。
47.实施例5
48.如图5所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，还包括功能层4，设置在保护外层1和中间层2之间的功能层4为阻燃层，设置在中间层2和封装内层3之间的功能层4为隔热层。
49.其余与实施例1相同，这里不再赘述。
50.实施例6
51.如图6所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，还包括功能层4，设置在保护外层1外表面的功能层4为阻燃层，设置在封装内层3的内表面的功能层4为隔热层。
52.其余与实施例1相同，这里不再赘述。
53.实施例7
54.如图7所示，一种锂离子电芯用封装膜，包括依次层叠的保护外层1、中间层2和封装内层3，还包括功能层4，功能层4设置在保护外层1的至少一侧和/或中间层2的至少一侧和/或封装内层3的至少一侧，功能层4包括阻燃层和/或隔热层、或者阻燃隔热层。
55.进一步的，还包括粘合层5，粘合层5设置在任意相邻两层之间，粘合层5的厚度为1～5μm。由于保护外层1、中间层2、封装内层3和功能层4的材质均不相同，需要粘合层5将相邻的两层粘合起来。粘合层5的主要材料为丙烯酸树脂。
56.其余与实施例1相同，这里不再赘述。
57.实施例8
58.如图8所示，一种锂离子电芯，包括裸电芯6和用于封装裸电芯6的封装膜。
59.封装膜包括依次层叠的保护外层、中间层和封装内层；
60.进一步的，封装膜包括相互对应设置的第一主体部10和第二主体部20，第一主体部10设置有容纳部，功能层4设置在容纳部的内侧。在实际应用中，需要先对封装膜冲坑形
成第一主体部10，将裸电芯6容纳于第一主体部10的容纳部，再将第二主体部20与第一主体部10封装起来。仅将功能层4设置在容纳部的内侧，而第一主体部10和第二主体部20封装的部分不设置功能层4，不但不会影响第一主体部10和第二主体部20的封装效果，还能节约功能层4的材料。
61.进一步的，功能层4还设置在与容纳部相对应的第二主体部20的内侧。在实际应用中，在封装膜冲坑形成第一主体部10后，在第二主体部20与容纳部相对应的内侧相应设置功能层4，可进一步防止裸电芯6燃烧的火焰冲出封装膜。
62.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。