专利名称：电池装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种电池装置，尤其涉及一种具有温度调节功能的隔离膜的电池
>J-U装直。
背景技术：
便携式电子工业的快速增加导致电池的需求大幅增长，同时电池的内部温度增加引起了大量的问题。例如，在正常工作条件下电池充/放电产生的热导致电池在比其他外部高的温度下工作。因此，在电池工作期间的产生这种高温导致电池迅速退化。另外，在非正常工作条件下电池内部温度剧烈上升是电池爆炸的最主要因素。 尽管一定限度内的发热可能有助于电池的运行，但对电池的使用寿命和安全性能来说，超过特定范围的温度以及电池温度的剧烈增加是不合适的。目前已有很多方法用于解决此类问题，例如包括将阻燃剂加入到电池的特定结构单元中，或当电池温度高于特定温度时使电解质硬化，以防止由于电池温度突然升高导致的电池爆炸风险。然而，这些方法可用作在非正常工作条件下防止电池爆炸的措施，但电池正常工作时则并不能抑制升温。而且这些方法对电池状态的改变是不可逆的，会导致电池不能再使用。
实用新型内容因此，本实用新型的目的之一在于提供一种电池装置，让电池装置的运作温度可控制在特定范围内，运作温度过低时会给予热能让温度上升，当温度过高时会吸收多余的热量让温度下降。为达上述目的，本实用新型提供一种电池装置，该电池装置包括具有温度调节功能的隔离膜，该隔离膜包括隔离膜基材以及相变粒子层，该相变粒子层粘着于该隔离膜基材的表面，该相变粒子层包括核层以及包覆于该核层外的壳层，该核层为相变化材料层，该壳层为陶瓷材料层。作为可选的技术方案，该陶瓷材料层为二氧化硅层。作为可选的技术方案，该相变粒子层中的相变粒子通过与粘着剂混合均匀后，涂覆于该隔离膜基材的表面。作为可选的技术方案，该相变化材料层为石蜡层、月桂酸层或硬脂酸层。5.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该相变化材料层的相变化温度为IO0C -70°C。作为可选的技术方案，该电池装置为锂离子电池。作为可选的技术方案，该相变粒子层中的相变粒子的粒径0. 1-1000微米。与现有技术相比，本实用新型的电池装置利用在电其隔离膜基材表面上涂布一层具有温度调节功能的相变粒子层，让运作温度可控制在特定范围内，运作温度过低时会给予热能让温度上升，当温度过高时会吸收多余的热量让温度下降，从而增加电池装置运作效能并改善电池装置的使用寿命和安全性能。[0013]关于本实用新型的优点与精神可以藉由以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。
图I所示为根据本实用新型的电池装置的结构示意图；图2所示为根据本实用新型的的隔离膜的结构示意图；图3所示为根据本实用新型的相变粒子的结构示意图。
具体实施方式
请参见图1，图I所示为根据本实用新型的电池装置的结构示意图。本实用新型提供一种电池装置1，该电池装置I包括用于多种不同的电子产品中的各类一次电池以及二次电池，电子产品例如为笔记本电脑、电动自行车和电动汽车等。另外，这种电池装置也能应用于所有类型的电池，不管其形状是圆柱形、方形或袋形。本实施方式中，电池装置I例如为锂离子电池，锂离子电池I的组成是由正极2、负极3、电解液4以及隔离膜5所组成，充放电的运作是由正极2、负极3以及电解液4经由电化学反应所完成，而锂离子电池I的运作温度有很重要的影响，当温度过低时会造成电化学反应率下降，充放电的性能下降，如果温度过高超过不能控制的范围时会有热爆炸的现象，进一步造成锂离子电池I爆炸。不过，请参见图2和图3，图2所示为根据本实用新型的的隔离膜的结构示意图，图3所示为根据本实用新型的相变粒子的结构示意图，本实用新型的锂离子电池I的隔离膜5为具有温度调节功能的隔离膜，隔离膜5包括隔离膜基材6以及相变粒子层，相变粒子层粘着于隔离膜基材6的表面61，亦即本实用新型在隔离膜基材6的表面61上涂覆了一层具有温度调节功能的相变粒子层，其中相变粒子层由相变粒子7形成，例如将相变粒子7与粘着剂混合均匀后，涂覆于隔离膜基材6的表面61，从而形成隔离膜5。这样，由于相变粒子7的存在，使得锂离子电池I的运作温度可控制在特定范围内，运作温度过低时会给予热能让温度上升，当温度过高时会吸收多余的热量让温度下将，从而增加电池装置运作效能并改善电池装置的使用寿命和安全性能。且本实施方式中，相变粒子层包括核层71以及包覆于核层71外的壳层72，核层71为相变化材料层，采用相变化材料制成；壳层72为陶瓷材料层，采用陶瓷材料制成。其中，陶瓷材料层例如为二氧化硅层，这使得壳层72会具有耐高温度的特性。相变化材料是指那些在特定温度(或称相变化温度)下发生相变(优选从固相变为液相，反之亦可)，且其潜热高于构成电池装置的元件的热容量/单位温度的材料。可采用多种相变化材料的单一化合物、混合物或复合物。这些材料的相变包括特定温度下发生物理相变的情况，也包括两种或多种材料的混合物在特定温度下通过可逆化学反应发生相变的情况。具体的相变化材料层例如为石蜡层、月桂酸层或硬脂酸层，当然相变化材料也可以为聚乙二醇、无机水合物(例如Na2HPO4 12H20、Na2SO4 IOH2O和Zn (NO3)2 6H20)。在这些材料中，石蜡是特别优选的，因为它具有相对高的潜热，比较便宜，且其相变化温度可通过改变其平均分子量而容易改变。且较佳地，相变化材料层的相变化温度为10°C -70°C。以相变化材料为石蜡为例，当锂离子电池I运作温度低于10°c时，核层71的石蜡会发生放热反应给予锂离子电池I热能提升温度，当锂离子电池I运作温度高于10°c时，核层71的石蜡会发生吸热反应吸收锂离子电池I热能降低温度。另外，相变粒子层中的相变粒子的粒径较佳为0. 1-1000微米。从尽快反应温度变化的角度看，优选具有达的每单位重量表面积的小粒径相变化材料。然而如果相应相变化材料的粒径太小时，可能会遇到与制备相变化例子相关的问题以及将粒子涂布加入隔离膜的困难，因此粒径可在上述范围内适当选择。而壳层72的厚度没有特别的限制，只要它能起到本实用新型的作用。考虑到壳层72的导热性和形态稳定性，壳层72的厚度优选为0. 01至10微米的范围。当壳层72的厚度太薄时，其很难稳定地保持相变化材料。反过来，当壳层72的厚度太厚时，其中的热传导
降低且相变化材料的量相对减少。实验例I取相变粒子(核层为石蜡(Paraffin)碳数16，壳层为二氧化硅)26. 9克、黏着剂LA029. 9克、硬化剂LH015. 3克以及丙酮67. 9克混合搅拌后静置脱泡，以刮刀涂布于隔离膜基材(材质单层PP，厚度20微米，Gurley = 10s/10ml)上，置入80°C烘箱内干燥成型，表面涂布厚度为4 5微米；以葛尔莱(Gurley)透气度仪量测透气率为15s/10ml，再以差示扫描量热法(简称DSC)量测吸放热反应，放热温度为16. 5°C，吸热温度为18. 5°C。实验例2 8取相变粒子(核层为石蜡碳数16，壳层为二氧化硅)26. 9克、黏着剂LA029. 9克、硬化剂LH015. 3克以及丙酮67. 9克混合搅拌后静置脱泡，以刮刀涂布于隔离膜基材(材质单层PP，厚度20微米，Gurley = 10s/10ml)上，置入80°C烘箱内干燥成型，表面涂布厚度为4 5微米；透气率与DSC量测结果请参阅下表。表一、比较例与实验例实验结果
权利要求1.一种电池装置，其特征在于该电池装置包括具有温度调节功能的隔离膜，该隔离膜包括 隔离膜基材；以及 相变粒子层，该相变粒子层粘着于该隔离膜基材的表面，该相变粒子层包括核层以及包覆于该核层外的壳层，该核层为相变化材料层，该壳层为陶瓷材料层。
2.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该陶瓷材料层为二氧化硅层。
3.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该相变粒子层中的相变粒子通过与粘着剂混合均匀后，涂覆于该隔离膜基材的表面。
4.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该相变化材料层为石蜡层、月桂酸层或硬脂酸层。
5.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该相变化材料层的相变化温度为IO0C -70°C。
6.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该电池装置为锂离子电池。
7.如权利要求I所述的电池装置，其特征在于该相变粒子层中的相变粒子的粒径·0.1-1000 微米。
专利摘要本实用新型揭露一种电池装置，电池装置包括具有温度调节功能的隔离膜，该隔离膜包括隔离膜基材以及相变粒子层，该相变粒子层粘着于该隔离膜基材的表面，该相变粒子层包括核层以及包覆于该核层外的壳层，核层为相变化材料层，壳层为陶瓷材料层。本实用新型的电池装置利用在其隔离膜基材表面上涂布一层具有温度调节功能的相变粒子层，让运作温度可控制在特定范围内，运作温度过低时会给予热能让温度上升，当温度过高时会吸收多余的热量让温度下降，从而增加电池装置运作效能并改善电池装置的使用寿命和安全性能。
文档编号H01M10/50GK202585677SQ20122014004
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者陈信维 申请人:达尼特材料科技(芜湖)有限公司