CN103811703A - 一种锂电池用铝塑复合膜及制备方法、锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池用铝塑复合膜及制备方法。其中，锂电池用铝塑复合膜包括依次设置的隔离层、铝箔层以及封胶层，铝箔层与封胶层之间设置有保护层，其中，保护层为金属铬层。通过上述方式，本发明能够避免电池的腐蚀性液体通过封胶层渗入而腐蚀铝箔层表面，确保电池的使用性能和安全性能，提高铝塑复合膜的阻隔性。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种锂电池用铝塑复合膜及制备方法、锂电池。
背景技术
针对目前金属壳包装锂电池在使用过程中易释放气体，压力增大导致***问题，市面上开始推出一种新型的软包装材料，即铝塑膜。这种包装材料可以膨胀释放压力，从而防止***。
如图1所示，现有技术中，铝塑复合膜通常包括隔离层1、铝箔层2以及封胶层3，封胶层一般为聚丙烯。但是，铝塑复合膜封胶层直接与电芯和电解液接触，锂电池的腐蚀性液体通常可以通过封胶层3渗入而直接腐蚀铝箔层表面，使铝箔层表面的封胶层与之脱落，分层，从而包装膜失效，电池失效。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种锂电池用铝塑复合膜及制备方法、锂电池，能够有效防止电池的腐蚀性液体腐蚀铝箔层表面，确保铝箔层表面的封胶层不脱落，电池不漏液，提高包装膜的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种锂电池用铝塑复合膜，所述铝塑复合膜包括依次设置的隔离层、铝箔层以及封胶层，所述铝箔层与所述封胶层之间设置有保护层，其中，所述保护层为金属层。
其中，所述金属层为金属铬层。
其中，所述保护层的厚度在0.01～5微米之间。
其中，所述保护层的厚度在0.1～2微米之间。
其中，所述保护层与所述封胶层之间设置有乙烯-醋酸乙烯共聚树脂层。
其中，所述锂电池用铝塑复合膜通过冷冲成型或直接成型包覆电池芯。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案是：提供一种锂电池，所述锂电池包括上述的锂电池用铝塑复合膜和锂电池芯，通过所述锂电池用铝塑复合膜包覆所述锂电池芯，所述锂电池用铝塑复合膜的封胶层最接近所述锂电池芯并与电解液相接触。
为解决上述技术问题，本发明采用的还有一个技术方案是：一种锂电池用铝塑复合膜的制备方法，所述方法包括：将反应液在底部为阶梯状的浸润池中沿着阶梯状的底部从上往下流；将铝箔浸润在所述反应液中且在所述浸润池中沿着阶梯状的底部从低处往高处移动，通过控制液体与铝箔的相对运动，以在所述铝箔上沉积上金属铬保护层；将沉积上所述金属铬保护层的所述铝箔取出并清洗烘干后，在所述铝箔的一面上形成封胶层，并在所述铝箔的另一面上形成隔离层。
在进行上述操作前，预先配制一种含铬的溶液，当铝箔浸润到其中时，金属铬能够沉积到铝箔表面。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在铝塑复合膜的铝箔层与封胶层之间设置保护层，并且保护层为金属铬层。从而能够避免电池的腐蚀性液体通过封胶层渗入而腐蚀铝箔层表面，确保铝箔层表面的封胶层不脱落，电池不漏液，提高包装膜的使用寿命。
本发明的另一个有益效果是：现有技术的封胶层一般为聚丙烯，直接淋膜在铝箔表面，其粘合强度较低，需要引进胶水将铝箔与封胶层粘合起来。由于锂离子电池的电解液是有机溶剂，胶水层易进入到电解液中，从而影响电池的性能。本发明通过引进具有极性的乙烯-醋酸乙烯共聚物，能很好地与封胶层和金属层相连接，从而不需要引进胶水，保证了电池的性能。
附图说明
图1是现有技术中锂电池用铝塑复合膜的结构示意图；
图2是本发明实施方式提供的一种锂电池用铝塑复合膜的结构示意图；
图3是本发明实施方式提供的另一种锂电池用铝塑复合膜的结构示意图；
图4是本发明实施方式提供的一种锂电池用铝塑复合膜的制备方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图2，图2是本发明实施方式提供的一种锂电池用铝塑复合膜的结构示意图，本发明实施方式提供的铝塑复合膜包括依次设置的隔离层1、铝箔层2以及封胶层3，其中，铝箔层2与封胶层3之间设置有保护层4，其中，保护层4为金属铬层。
其中，保护层4的厚度控制为大于等于0.01微米至小于等于5微米，比如0.01微米、0.03微米、2微米、3微米等等。优选地，保护层4的厚度控制为大于等于0.1微米小于等于2微米，比如0.2微米、0.4微米、1微米等等。
本发明中的金属铬层可以采用化学沉积方式，控制金属铬层的厚度为纳米级或准纳米级，从而可以达到铝塑复合膜保护层的薄、致密的性能要求，从而使得本实施例中的有金属铬保护层的铝塑复合膜即使在拉伸后也能很好的保护铝箔层表面，并且金属铬作为一种惰性金属，其不会影响电池的制造工艺及其性能。
本实施方式提供的锂电池用铝塑复合膜，其可以通过冷冲成型或直接成型包覆电池芯。其中，冷冲成型是指在铝塑复合膜制备完成后，通过冲压的方式将铝塑复合膜冲压成特定形状以用于承载电池芯。比如凹坑状。而直接成型是指将电池芯直接放置在铝塑复合膜上，通过铝塑复合膜将电池芯包覆。
本发明实施方式提供的锂电池用铝塑复合膜，在铝塑复合膜的封胶层与铝箔层之间设置有保护层，并且保护层为金属铬层。在现有技术中，由于铝塑复合膜的制作工艺要求以及性能限定，对保护层材料的选择成为电池研发过程中的一大难点。本发明申请人经过长期研究确定采用金属铬层作为保护层材料，其能够有效避免电池的腐蚀性液体通过封胶层渗入而腐蚀铝箔层，确保铝箔层表面的封胶层不脱落，电池不漏液，提高包装膜的使用寿命。同时，选择金属铬作为保护层材料，也能适应锂电池用铝塑复合膜的工艺要求与性能需求。
作为一种优选的实施方式，请参阅图3，图3是本发明实施方式提供的另一种锂电池用铝塑复合膜的结构示意图，本实施方式的锂电池用铝塑复合膜包括依次设置的隔离层1、铝箔层2以及封胶层3，其中，铝箔层2与封胶层3之间设置有保护层4，其中，保护层4为金属铬层，上述各层的详细描述请参阅图2所示实施方式的描述，在此不再赘述。
其中，在保护层4与封胶层3之间还设置有乙烯-醋酸乙烯共聚树脂层5。
作为一种优选，本实施方式中控制隔离层1的厚度在20～30微米之间，铝箔层2的厚度在30～90微米之间，保护层的厚度在0.1～2微米之间，乙烯-醋酸乙烯共聚树脂层5的厚度在5～20微米之间，封胶层3的厚度在30～50微米之间。
在本实施方式中，乙烯-醋酸乙烯共聚树脂层5一方面可以作为封胶使保护层4与封胶层3之间更紧密的贴合，另一方面，因封胶层3比较容易脱落，从而导致电池芯包装膜报废，利用乙烯-醋酸乙烯共聚树脂层5能加强两者的粘结，有效防止脱落，延长锂电池用铝塑复合膜的使用寿命。
本发明实施方式提供的锂电池用铝塑复合膜，可以用于包装便携式电源，如手机电池，也可以用于包装动力电源，如电动汽车、电动车、电动工具等锂电池。
在本发明实施方式提供的锂电池用铝塑复合膜的基础上，本发明实施方式进一步提供一种锂电池，该锂电池包括上述实施方式中的铝塑复合膜和锂电池芯，通过铝塑复合膜包覆锂电池芯，其中，铝塑复合膜的封胶层最接近电池芯并与电解液相接触。
其中，本发明实施方式提供的电池可以是锂离子电池、固态锂电池电池等。
另一方面，本发明另一实施方式中，进一步提供一种锂电池用铝塑复合膜的制备方法，请参阅图4，图4是本发明实施方式提供的一种锂电池用铝塑复合膜的制备方法的流程图，本实施方式的铝塑复合膜的制备方法包括以下步骤：
S101：将反应液在底部为阶梯状的浸润池中沿着阶梯状的底部从上往下流；
这里的反应液是一种含铬的液体，铝箔浸润其中时，金属铬能沉积到铝箔表面作为保护层，这种液体需要预先配制。
S102：将铝箔浸润在反应液中且在浸润池中沿着阶梯状的底部从低处往高处移动，以在铝箔上镀上金属铬保护层；
作为一种优选，在铝箔浸润在反应液中且在浸润池中沿着阶梯状的底部从低处往高处移动的步骤之前，配制一种反应液，该反应液能够将铬金属沉积到铝箔表面。
S103：将镀上金属铬保护层的铝箔取出并清洗烘干后，在铝箔的一面上形成封胶层，并在铝箔的另一面上形成隔离层。
将镀上金属铬保护层的铝箔取出并清洗烘干，在烘干的过程中，对金属铬保护层的上下表面输入热风，以对金属铬保护层的上下表面的水分进行烘干，然后输出热风，并将输出的部分热风进行回收，以重新输入到金属铬保护层的上下表面。
其中，在对金属铬保护层的上下表面输入热风之前，输入外部的气体，并对外部的气体加热以使其变成热风。
其中，对金属铬保护层的上下表面输入热风可以同时对金属铬保护层的上行表面的多个位置输入热风。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种锂电池用铝塑复合膜，其特征在于，所述锂电池包装用铝塑复合膜包括依次设置的隔离层、铝箔层以及封胶层，所述铝箔层与所述封胶层之间设置有保护层，其中，所述保护层为金属层。
2.根据权利要求1所述的锂电池用铝塑复合膜，其特征在于，所述金属层为金属铬层。
3.根据权利要求1所述的锂电池用铝塑复合膜，其特征在于，所述保护膜层的厚度在0.01～5微米之间。
4.根据权利要求3所述的锂电池用铝塑复合膜，其特征在于，所述保护膜层的厚度在0.1～2微米之间。
5.根据权利要求1所述的锂电池用铝塑复合膜，其特征在于，所述保护层与所述封胶层之间设置有乙烯-醋酸乙烯共聚树脂层。
6.根据权利要求1所述的锂电池用铝塑复合膜，其特征在于，所述锂电池用铝塑复合膜通过冷冲成型或直接成型包覆电池芯。
7.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括权利要求1-6任一项所述的锂电池用铝塑复合膜和锂电池芯，通过所述锂电池用铝塑复合膜包覆所述锂电池芯，所述锂电池用铝塑复合膜的封胶层最接近所述锂电池芯并与电解液相接触。
8.一种锂电池用铝塑复合膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将反应液在底部为阶梯状的浸润池中沿着阶梯状的底部从上往下流；
将铝箔浸润在所述反应液中且在所述浸润池中沿着阶梯状的底部从低处往高处移动，以在所述铝箔上沉积上金属铬保护层；
将沉积上所述金属铬保护层的所述铝箔取出并清洗烘干后，在所述铝箔的一面上形成封胶层，并在所述铝箔的另一面上形成隔离层。
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