CN206059445U - 一种锂离子电池外包装材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂离子电池外包装材料铝箔处理技术，所述锂离子电池外包装材料由外到内依次设有耐热保护层、第一粘接胶层、铝箔、钝化层、第二粘接胶层和热塑性树脂膜层，在钝化层和第二粘接胶层之间设置物理阻隔层，所述物理阻隔层是由含有水性丙烯酸树脂乳液和硅氧烷的涂布液在钝化层表面经干燥固化而成。本实用新型能使电池外部的水汽和氧分子难以通过该物理阻隔层渗透到电池内部，防止电芯材料的变质，也能隔绝电解液中的氢氟酸渗透到铝箔上，防止氢氟酸腐蚀铝箔，因而具有长使用寿命的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及包装技术领域，具体涉及一种锂离子电池外包装材料。
背景技术
目前，锂离子电池使用的锂离子电池外包装材料通常由耐热树脂保护层、粘接胶层、铝箔、钝化层、粘接胶层或粘接树脂层和热塑性树脂膜层(热封层)制成。但是由于锂离子电池在制造工艺中对水的管控不严或者工艺管控条件不足的限制导致痕量水进入与LiPF6等锂盐电解质反应产生腐蚀性氢氟酸，氢氟酸的存在会引起金属表面的腐蚀并降低铝箔和热封层的粘接强度，这便进一步加剧了水分子的侵入。这种恶性循环会迅速降低电池性能和使用寿命，甚至会造成氧气的渗入而给电池带来安全隐患。另一方面，锂离子电池电解液中还含有诸如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等电解质，当这些极具渗透力的溶剂穿过热封层，会降低铝箔与热封层之间的粘接性能，造成电解液泄露隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种带有物理阻隔层的具有超强耐氢氟酸腐蚀和耐电解液溶解的锂离子电池外包装材料。
本实用新型所述问题是通过以下技术方案解决的：
一种锂离子电池外包装材料，由外到内依次为耐热保护层、第一粘接胶层、铝箔、钝化层、物理阻隔层、第二粘接胶层和热塑性树脂膜层；所述的铝箔作为基体，第一粘接胶层将耐热保护层粘结在铝箔外侧；铝箔内侧固化有钝化层，钝化层上涂布物理阻隔层，物理阻隔层与最内侧的热理性树脂膜层之间由第二粘接胶层粘结。
所述的物理阻隔层用水性丙烯酸树脂乳液作为成膜骨架，在钝化层表面形成一层致密的薄膜。
物理阻隔层厚度为3～5μm。
所述的耐热保护层为尼龙薄膜，厚度15～30μm。
所述的第一粘接胶层和第二粘接胶层的粘接胶为改性聚氨酯或柔性环氧树脂胶粘剂，第一粘接胶层和第二粘接胶层的干厚各为3～5μm。
所述的铝箔为含铁铝箔，厚度40～50μm。
所述的热塑性树脂膜层厚20～50μm。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型的锂离子电池外包装材料，在钝化层上增设含有水性丙烯酸树脂乳液和有机硅氧烷物理阻隔层，一方面能使电池外部的水汽和氧分子难以通过该物理阻隔层渗透到电池内部，防止电芯材料的变质，另一方面也能隔绝电解液中的氢氟酸渗透到铝箔上，防止氢氟酸酸腐蚀铝箔而造成铝箔和内膜分离，因而所得到的锂离子电池外包装材料具有长使用寿命的优势。
2.本实用新型的锂离子电池外包装材料，其物理阻隔层的制备方法简单易行，使用含氟化铬(铬为三价)化学转化处理工艺，具有环境友好特性。
3.本实用新型物理阻隔层中使用水性丙烯酸树脂能够在铝箔表面形成一种致密的薄膜具有隔离作用，内层的铬(三价)盐改善了丙烯酸树脂薄膜与铝箔的结合性能，同时在外层遭受损坏后起缓蚀的作用。
附图说明
图1是本实用新型锂离子电池用锂离子电池外包装材料的结构示意图。
图中标记：1.耐热保护层、2.第一粘接胶层、3.铝箔、4.钝化层、5.物理阻隔层、6.第二粘接胶层、7.热理性树脂膜层。
具体实施方式
本实用新型锂离子电池外包装材料，由外到内依次为耐热保护层1、第一粘接胶层2、铝箔3、钝化层4、物理阻隔层5、第二粘接胶层6和热塑性树脂膜层7。所述的铝箔3作为基体，第一粘接胶层2将耐热保护层1粘结在铝箔3外侧。铝箔3内侧固化有钝化层4，钝化层4上涂布物理阻隔层5，物理阻隔层5与最内侧的热理性树脂膜层7之间由第二粘接胶层6粘结。
所述的物理阻隔层5是由水性丙烯酸树脂乳液与硅氧烷交联形成致密的三维基体，它用水性丙烯酸树脂乳液作为成膜骨架，在钝化层4表面涂布，形成一层干燥固化、致密的薄膜，具有超强气、液物理阻隔作用。另一方面硅羟基能与钝化层4中金属氧化物中的羟基缩合形成si-O-M化学键而提高物理阻隔层5与铝箔3的粘接力，同时硅氧烷上的功能基团也能与第二粘接胶层6的功能基团进行反应而提高物理阻隔层与粘接胶层的粘接力。
物理阻隔层5厚度为3～5μm。
耐热保护层1，第一粘接胶层2，铝箔3，第二粘接胶层6和热塑性树脂膜层7所用的原材料均为公知的材料。
所述的钝化层4采用喷淋或者浸渍的方式在经过酸碱清洗的铝箔亮面制备的铬(三价)盐钝化层。
所述耐热保护层1为尼龙薄膜，厚度15～30μm。
所述的第一粘接胶层2和第二粘接胶层6的粘接胶为改性聚氨酯或柔性环氧树脂胶粘剂，第一粘接胶层2和第二粘接胶层6的干厚各为3～5μm。
所述的铝箔3为含铁铝箔，铁含量0.5～2wt％，厚度40～50μm。
所述的热塑性树脂膜层7的热塑性树脂为流涎聚丙烯cPP，膜厚20～50μm，并对其复合面进行臭氧处理。
Claims (7)
1.一种锂离子电池外包装材料，其特征在于：由外到内依次为耐热保护层(1)、第一粘接胶层(2)、铝箔(3)、钝化层(4)、物理阻隔层(5)、第二粘接胶层(6)和热塑性树脂膜层(7)；所述的铝箔(3)作为基体，第一粘接胶层(2)将耐热保护层(1)粘结在铝箔(3)外侧；铝箔(3)内侧固化有钝化层(4)，钝化层(4)上涂布物理阻隔层(5)，物理阻隔层(5)与最内侧的热理性树脂膜层(7)之间由第二粘接胶层(6)粘结。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于：所述的物理阻隔层(5)用水性丙烯酸树脂乳液作为成膜骨架，在钝化层(4)表面形成一层致密的薄膜。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于：物理阻隔层(5)厚度为3～5μm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于：所述的耐热保护层(1)为尼龙薄膜，厚度15～30μm。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于：所述的第一粘接胶层(2)和第二粘接胶层(6)的粘接胶为改性聚氨酯或柔性环氧树脂胶粘剂，第一粘接胶层(2)和第二粘接胶层(6)的干厚各为3～5μm。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于：所述的铝箔(3)为含铁铝箔，厚度40～50μm。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于：所述的热塑性树脂膜层(7)厚20～50μm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110571365A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-12-13 | 厦门大学 | 一种锂离子电池用外包装材料及其应用 |
| CN113904044A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电池和电子装置 |
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| CN110571365B (zh) * | 2019-07-19 | 2021-06-29 | 厦门大学 | 一种锂离子电池用外包装材料及其应用 |
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