锂离子电池软包装材料及使用该材料的锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型电池领域，具体讲，涉及一种锂离子电池软包装材料及使用该材料的锂离子电池。本申请的锂离子电池软包装材料包括由外至内依次设置的基材层、第一粘接层、金属箔层、第二粘接层和密封层；在密封层与第二粘接层之间设置有一层防腐蚀处理层，防腐蚀处理层由聚四氟乙烯薄膜层构成。本申请采用设置有防腐蚀处理层的软包装材料，抗氢氟酸能力明显提高，可以更好的抵抗电化学腐蚀，增强锂离子电池的使用安全性和增加使用寿命。为进一步增加安全性，在包装袋的内表面上至少设置有一个向电芯内部延伸的限位凸起，可减小电芯对包袋的冲击，降低包袋被集流体上的金属毛刺刺穿从而引起包袋被电化学腐蚀或短路的风险。
【专利说明】
锂离子电池软包装材料及使用该材料的锂离子电池
技术领域
[0001] 本实用新型电池领域，具体讲，涉及一种锂离子电池软包装材料及使用该材料的 锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 相关技术中，一般采用铝塑复合膜作为锂离子电池软包装材料。铝塑复合膜的基 本组成是内侧的聚丙烯薄膜层、中间的铝箱层和外侧的尼龙防护层。锂离子电池在电芯封 装时，电芯周边可能残留有毛刺或活性材料颗粒，在抽气工序中，这些毛刺或颗粒会刺破内 层直至铝箱层;在电芯封装过程中，由于机械作用或热封时过熔导致铝塑复合膜内层破损， 进而导致铝箱层直接与电解液接触，此时电解液中存在的微量氢氟酸将接触铝层造成点状 腐蚀，失去其阻隔水汽和空气的功能，导致锂离子电池鼓胀或漏液等失效。同时，在正极与 铝箱层间电势差的作用下，锂离子将通过受损伤的内层插入铝箱层，形成铝锂合金，对铝箱 层进行电化学腐蚀，从而加速铝箱层的腐蚀程度。
[0003] 现有技术中已公开聚酰胺膜/热固性胶合层/铝箱/热固性胶合层/不饱和酸酐改 性聚丙烯薄膜的铝塑复合膜具有优异的水汽阻隔性、防爆性以及热封粘结性，然而对解决 电化学腐蚀没有明显效果。现有技术中也有通过无机氧化物-高分子镀膜、壳体透明的锂离 子电池来提高抗电化学腐蚀性，然而高分子镀膜虽然可以在一定程度上缓解腐蚀作用，但 也并不能从根本上解决问题，特别是锂离子电池的能量密度越来越高，使用的包装袋也越 来越薄的趋势下，腐蚀问题就更加严重。有鉴于此，确有必要提供一种更好的抗电化学腐蚀 的包装材料。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型提出一种锂离子电池软包装材料，可以更好的抵抗电化学腐蚀，增强 锂离子电池的使用安全性和增加使用寿命。
[0005] 根据本实用新型第一方面提出的锂离子电池软包装材料，包括由外至内依次设置 的基材层10、第一粘接层11、金属箱层12、第二粘接层13和密封层15,在所述密封层与所述 第二粘接层之间设置有一层防腐蚀处理层14,防腐蚀处理层由聚四氟乙烯薄膜层构成。
[0006] 优选地，所述防腐蚀处理层结合于密封层上;具体的，通过喷涂或涂布的方式结合 于密封层之上。
[0007] 优选地，所述防腐蚀处理层的厚度不超过密封层厚度的50%。
[0008] 优选地，所述防腐蚀处理层与密封层的厚度之和为30~70μπι。
[0009] 优选地，所述密封层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯中 的一种或多种。
[0010] 优选地，所述基材层的外侧还设置有装饰层16。
[0011]优选地，所述金属箱层为铝箱层或不锈钢箱层。
[0012]根据本实用新型第二方面所提出的一种锂离子电池，包括电芯2、用于容纳电芯的 包装袋1和灌注于包装袋内的电解液，所述包装袋采用本发明的锂离子电池软包装材料。
[0013] 优选的，包装袋的内表面上设置有至少一个向所述电芯内部延伸的限位凸起3。
[0014] 优选的，限位凸起的高度为0.1~0.4mm。
[0015] 本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
[0016] 本申请所提供的锂离子电池通过采用结合有防腐蚀处理层的软包装材料，抗氢氟 酸能力明显提高，可以更好的抵抗电化学腐蚀，增强锂离子电池的使用安全性和增加使用 寿命。
[0017] 为进一步增加安全性，作为对包袋结构设计的补充，在包袋长度方向或宽度方向 上的至少一个内表面上具有突起，该突起限制了电芯的运动，减小了电芯对包袋的冲击，降 低包袋被集流体上的金属毛刺刺穿从而引起包袋被电化学腐蚀或短路的风险。
[0018] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本 申请。
【附图说明】
[0019] 图1为本申请实施例提供的不带装饰层的锂离子电池软包装材料的结构示意图；
[0020] 图2为本申请实施例提供的带有装饰层的锂离子电池软包装材料的结构示意图；
[0021] 图3为本申请实施例一提供的锂离子电池的内部沿宽度方向设置有凸起结构的示 意图。
[0022] 图4为本申请实施例一提供的锂离子电池的内部沿长度方向设置有凸起结构的示 意图。【附图说明】：
[0023] 1-包装袋；10-基材层；11-第一粘接层；12-金属箱层；13-第二粘接层；14-防腐蚀 处理层；15-密封层；16-装饰层；
[0024] 2-电芯；
[0025] 3-限位凸起；
[0026] 4-极耳。
[0027]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施 例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
【具体实施方式】
[0028] 下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述 "前"、"后"、"左"、"右"、"上"、"下"均以附图中的锂离子电池软包装材料及使用该材料的锂 离子电池的放置状态为参照。
[0029] 如图1所示，本申请的某一【具体实施方式】提供了一种锂离子电池软包装材料，该包 装材料由外至内依次包括基材层10、第一粘接层11、金属箱层12、第二粘接层13、防腐蚀处 理层14以及密封层15。
[0030] 基材层10位于包装材料的外侧，起到外层防护的作用，采用单层或多层的耐热性 树脂薄膜，为适合采用冷冲压成型的外层材料，可选自聚酰胺树脂或聚酯树脂的延伸薄膜 或未拉伸膜。并且根据产品外观需要，还可在基材层10的外表面增设亚光层、染色涂层等装 饰层16(参见图2)，增强产品的美观性。装饰层16可采用涂料经过凹版涂布方式涂布在基材 层10的表面，也可经过挤出涂布的方式涂布在基材层10的表面。
[0031] 金属箱层12可以采用一般的铝箱层，也可以采用不锈钢材料，如马氏体不锈钢、奥 氏体不锈钢或铁素体不锈钢等制成的箱层。
[0032] 防腐蚀处理层14由聚四氟乙烯薄膜层构成，可采用喷涂或涂布的方式结合与密封 层15上。
[0033] 密封层15位于最内侧，直接与电解液以及电芯进行接触，是金属箱层12的第一层 防护措施，同时也是防止电芯以及电解液受到外部环境影响的最后一道防线。在本实施例 中，密封层15的材质可以选择聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯等材料。并 且防腐蚀处理层14与密封层15的厚度之和为30~70μπι，以免因厚度过薄而影响电池的高温 高湿测试通过比例。
[0034] 如图3所示，本申请的又一【具体实施方式】提供了一种锂离子电池，包括包装袋1、电 芯2、极耳4以及电解液（图中未示出），其中，包装袋1采用实施例一中所提供的锂离子电池 软包装材料制成，并且包装袋1将电芯2以及电解液一并包裹在内。
[0035] 包装袋的内表面上设置有至少一个向电芯内部延伸的限位凸起3。并进一步设置 于优选在长度方向或宽度方向上的至少一个内表面上，限位凸起的高度为0.1~〇.4mm。在 本实施例中，包装袋在宽度方向上的一个内表面上具有两个向电芯内部延伸突起，突起的 高度为0.2_。这样能够尽可能大的提高锂离子电池的能量密度。
[0036] 下面将通过实验数据对本申请的技术效果进行详细说明。
[0037] 实施例1
[0038] 1.防腐蚀处理层在密封层表面的处理
[0039]防腐蚀处理层14可采用喷涂或涂布的方式结合与密封层15上。
[0040] 2.包装材料的制备
[0041] 包装材料的制备从外层至内层包括基材层10、第一粘接层11、金属箱层12、第二粘 接层13、防腐蚀处理层14以及密封层15。防腐蚀处理层14是以凹版涂布方式涂布在密封层 15上。所用的基材层10选用尼龙、粘结层采用常见的粘结剂。
[0042]以公知技术将钴酸锂、导电剂、粘结剂混合制浆，涂布于铝箱集流体上，烘干，压片 后裁切得到正极板;将人造石墨、导电剂、粘合剂混合制浆，涂布于铜箱集流体上，烘干，压 片后裁切得到正极板;在正、负极板上分别焊接极耳；以隔膜将正极板与负极板隔开并卷绕 制成电池芯;将该电池芯放置在尼龙膜层10、粘结层11、铝箱层12、粘结层13、防腐蚀处理层 14、密封层15复合成的包装袋1中（其中防腐蚀处理层14厚度为ΙΟμπι，密封层15厚度为35μ m)，进行包裹。
[0043] 在包装袋的宽度方向上的内表面上设置一个向电芯内部延伸的限位凸起，限位凸 起的高度〇.2mm，如图3所示；也可以在包装袋的长度方向上的内表面上设置一个向电芯内 部延伸的限位凸起，限位凸起的高度〇.3_，如图4所示。在极耳通过包装袋1热封边的上、下 两面各放置一片酸改性PP高分子树脂层，然后将包装袋1、极耳4、高分子树脂层热封结合， 热封温度在120~250 °C之间；先将电池芯包装成口袋型，然后将六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、 防过充添加剂、阻燃添加剂制成的液态电解质注入口袋型包装中；经过化成处理后，将电池 进行最后一道热封，制成软包装锂离子电池。
[0044] 实施例2
[0045] 基本同实施例1，不同的是:其中防腐蚀处理层14厚度为20μπι，密封层15厚度为35μ m〇
[0046] 实施例3
[0047] 基本同实施例1，不同的是:其中防腐蚀处理层14厚度为30μπι，密封层15厚度为35μ m〇
[0048] 实施例4
[0049] 基本同实施例1，不同的是：包装袋在宽度方向上的两个内表面上各具有两个突 起，突起朝向电芯，突起以〇.2mm伸出。
[0050] 对比例1
[0051] 将实施例1中的包装袋1换成没有增加防腐蚀处理层14的包装袋，用上述相同方法 制成软包装锂离子电池。
[0052] 对比例2
[0053]将实施例1中的包装袋1换成没有增加防腐蚀处理层14的包装袋，包装袋在宽度方 向上的内表面上不设置突起，用上述相同方法制成软包装锂离子电池。
[0054]取实施例1-4制得的软包装锂离子电池和对比例1、对比例2所制得的软包装锂离 子电池做对比测试。其中加速腐蚀试验的做法为:将荷电的锂离子电池的负极端子与包装 膜用金属导线短接，模拟构成电子通道，然后将上述电池放置在40-50°C并且相对湿度> 90%的环境下进行存储，定期检测电池壳体是否发生了电化学腐蚀。高温高湿和振动-真空 模拟均为检测壳体密闭性，其中高温高湿测试的环境温度为65-75°C，环境相对湿度为85-95%;振动-真空模拟测试的做法为：先将电池通过正弦振动，再将电池转移到真空度<-90Kpa的环境中保持6小时以上，通过前后重量变化来判断是否有漏液或漏气情况的发生。 [0055]表 1
[0058]从对比结果上看出，本申请所提供的锂离子电池通过采用结合有防腐蚀处理层的 软包装材料，抗氢氟酸能力明显提高，可以更好的抵抗电化学腐蚀，增强锂离子电池的使用 安全性和增加使用寿命。为进一步增加安全性，作为对包袋结构设计的补充，在包袋长度方 向或宽度方向上的至少一个内表面上具有突起，该突起限制了电芯的运动，减小了电芯对 包袋的冲击，降低包袋被集流体上的金属毛刺刺穿从而引起包袋被电化学腐蚀或短路的风 险。
[0059]根据上述原理，本申请还可以对上述【具体实施方式】进行适当的变更和修改。因此， 本申请并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本申请的一些修改和变更也应当落 入本申请的权利要求的保护范围内。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，并不对本申请构成任何限制。
【主权项】
1. 一种锂离子电池软包装材料，所述锂离子电池软包装材料包括由外至内依次设置的 基材层(10)、第一粘接层（11)、金属箱层（12)、第二粘接层(13)和密封层(15);其特征在于， 在所述密封层与所述第二粘接层之间设置有一层防腐蚀处理层（14)，所述防腐蚀处理层由 聚四氟乙烯薄膜层构成;所述防腐蚀处理层结合于所述密封层上。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池软包装材料，其特征在于，所述防腐蚀处理层的厚 度不超过所述密封层厚度的50 %。3. 根据权利要求1所述的锂离子电池软包装材料，其特征在于，所述防腐蚀处理层与所 述密封层的厚度之和为30~70μπι。4. 根据权利要求1所述的锂离子电池软包装材料，其特征在于，所述密封层的材质为聚 对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯中的一种。5. 根据权利要求1所述的锂离子电池软包装材料，其特征在于，所述基材层的外侧还设 置有装饰层(16)。6. 根据权利要求1所述的锂离子电池软包装材料，其特征在于，所述金属箱层为铝箱层 或不锈钢箱层。7. -种锂离子电池，包括电芯（2)、用于容纳电芯的包装袋（1)和灌注于包装袋内的电 解液，其特征在于，所述包装袋采用权利要求1至6任一项所述的锂离子电池软包装材料。8. 根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述包装袋的内表面上至少设置有 一个向所述电芯内部延伸的限位凸起(3)。9. 根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述限位凸起的高度为0.1~ 0.4mm〇
【文档编号】B32B27/08GK205439418SQ201521131212
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】王可飞, 耭继斌
【申请人】东莞新能源科技有限公司