长寿命软包电池热控制装置制造方法及图纸

软包电池热控制装置，特别涉及可应用于浸泡于冷却水中的软包电池热控制装置。并针对现有技术中电池用包装材料的抗腐性能不足的缺陷，提供相应包装材料，该包装材料由耐冷却水腐的铝箔层和铝箔层表面的塑料层形成。

Long-life battery soft thermal control device

Soft package battery thermal control device, in particular to pouch batteries can be used in Heat soaked in the cooling water control device. And the defects of corrosion resistant properties of the packaging materials for batteries in the prior art, to provide the corresponding packaging materials, the packaging materials produced by high cooling water rot of the aluminum foil layer and aluminum foil layer on the surface of the plastic layer is formed.

【技术实现步骤摘要】
长寿命软包电池热控制装置
本专利技术涉及软包电池热控制装置，特别涉及可应用于浸泡于冷却水中的软包电池热控制装置，比如可应用于车用动力电池领域和储能电池领域的水冷系统中等。
技术介绍
热管理技术是软包动力电池的核心技术之一，本领域内已有诸多的热管理技术方案和努力，但热管理问题仍然是制约本行业发展的瓶颈问题之一，对高效热管理的需求依然是非常迫切的。现有的软包电池冷却方式中更多的是风冷，也有油冷和水冷；如CN201210016348.0中介绍的水冷方案是采用水冷板或冷却管与电池接触换热，而这种换热方式中冷却水与电池之间接触热阻高、传热环节多、换热效率低；如CN202550023U中介绍的浸泡式油冷方案虽然温度均一性得到了一定程度的提高，但绝缘油的流动性差，换热效率低，并且还有售后维护等诸多问题存在。纵观现有技术中没有将软包电池直接浸泡在水或防冻液中的应用，更没有与之相适应的专用电池包装材料。现有技术中软包电池包装用的铝塑膜通常采用8系铝合金铝箔，这种铝箔退火后为软质铝箔，冲深成型性好。目前电池包装材料主要考虑的是耐电解质腐蚀性，主要技术方案是在包装材料朝向电解质的一侧通过物理或化学方式改性形成耐腐蚀层，其作用是防止电解质腐蚀铝箔内表面而导致铝塑膜层间剥离。现有铝塑膜最外层都含有聚酰胺等保护用塑料膜，这些塑料保护膜的耐水解能力较差，若与水汽接触则很容易水解失效。为了提高铝塑膜的耐水解能力，现有技术通常的手段是改善外层保护膜的耐水解能力，比如采用比尼龙膜更耐水的PET膜作为最外侧保护膜。采用PET膜后对耐空气中的水汽或水滴腐蚀性能有所提高，但还是不适合于长期与水接触。
技术实现思路
基于当前动力电池热管理问题仍然是制约行业发展的瓶颈问题，本专利技术从软包电池冷却的需求出发，为了获得更高的电池冷却性能，本专利技术大胆采用将软包电池直接浸泡于冷却水中的冷却方案。然而，经过深入研究和长期测试后才发现，现有电池包装材料不能适应这种浸泡式水冷要求，现有软包电池包装用铝塑膜中最外侧尼龙保护层抗乙二醇防冻液腐蚀性能差，作为阻水层的铝箔为铝铁合金，其机械强度和抗乙二醇防冻液腐蚀性能（特别是抗点蚀性能）也较差，即使其采用传统的技术手段（如铝箔表面做防腐涂层处理）也容易出现点腐蚀，故现有铝塑膜不能满足长期的浸泡式水冷系统要求。为了克服上述缺陷，本专利技术创造性地提供如下新的电池冷却系统方案和电池包装材料方案，以解决上述系列技术问题并满足新能源车用或储能用等大容量电池系统的热管理需求。在兼顾铝塑膜铝箔成型能力前提下，同时针对现有技术中用于包装电池（battery）的铝塑膜耐车用防冻冷却液（简称防冻液，其主要成分为乙二醇和水）或耐冷却水的抗腐蚀性能不足的缺陷，即容易被腐蚀穿孔的缺陷，本专利技术特提供一种可用于锂离子二次电池包装用铝塑复合膜（以下简称铝塑膜），其具有更高的耐冷却液腐蚀能力。本专利技术第一个方面是提供一种由金属塑料复合薄膜形成的电池、优选为软包电池用包装材料（优选为铝塑膜），包括金属箔层（优选为铝箔层）和复合于金属箔层（优选为铝箔层）内表面的塑料层。本专利技术第二个方面是提供一种软包电池，包含有电极材料和电解质以及外部包裹用的上述的金属塑料复合薄膜（优选为铝塑膜），所述金属箔层（优选为铝箔层）内表面的塑料层将电解质与金属箔层（优选为铝塑膜）隔离。优选地，所述电解质包含有六氟磷酸锂和/或四氟硼酸锂（LiBF4）。本专利技术第三个方面是提供一种电池热控制装置，优选为软包电池热控制装置，包含有上述的软包电池。该软包电池可采用耐冷却液浸泡腐蚀的上述的铝塑膜包装之后，可以将该软包电池浸泡在冷却液（如防冻冷却液）中，优选地，所述由金属塑料复合薄膜形成的电池用包装材料浸泡在所述冷却液中，更优选地，所述金属箔层（优选为铝箔层）浸泡在所述冷却液中，从而金属箔层可以直接与冷却液进行热交换。这样电池的换热效果更好，且电池上下左右各处的温度更均匀。本专利技术第四个方面是提供一种采用热控制装置冷却电池单元的方法。本专利技术第五个方面是提供一种制造所述由金属塑料复合薄膜形成的电池用包装材料、优选为铝塑膜的方法。在本专利技术一种优选实施例中，铝箔层由耐腐蚀的铝合金形成。其中，所谓耐腐蚀是指耐冷却水或防冻液腐蚀。若未特别说明，本专利技术中所谓耐腐蚀均是指耐冷却水或防冻液腐蚀，而不是指耐电解液腐蚀。本专利技术采用的耐冷却水腐蚀的技术手段也不同于传统的耐电解液腐蚀的技术手段。在本专利技术一种优选实施例中，铝箔层为复合层，铝箔层包含有芯材和位于芯材外侧的皮材，铝箔层的皮材的腐蚀电位低于芯材的腐蚀电位。更优选地，所述芯材位于铝箔层内侧的塑料层与皮材之间。更优选的，所述电池热控制装置中，包装软包电池的铝塑膜铝箔的皮材直接浸泡在所述冷却液中。本专利技术的铝塑膜是一种塑料膜和铝箔膜形成的薄膜复合材料，是作为聚合物锂电池用包装材料。其中，优选地，铝箔层的仅单面复合有塑料层，并且，塑料层仅复合于铝箔层的内侧。其中，上述方案中包括如下情况：复合于铝箔层某一侧表面的塑料层，既可以是单层塑料，也可以是多层塑料。进一步的，所述内侧塑料层优选为热塑性树脂薄膜。比如，聚丙烯（PP）薄膜或聚乙烯（PE）薄膜。其中，内侧塑料层的厚度可选为50-300微米，优选为大于60小于100微米，更为优选为70-90微米。该内侧塑料层也可称为热封层或密封层。优选地，所述内侧塑料层为聚烯烃树脂或酸改性聚烯烃树脂。该内侧塑料层中也可以配合各种添加剂，如阻燃剂、润滑剂、防粘连剂、抗氧化剂、光稳定剂、粘着赋予剂中的一种或几种。优选地内侧塑料层具有更好的电绝缘特性，从而耐电压值更高，比如耐电压优选大于1000V，更为优选大于2000V。另外，上述复合层铝合金，优选为至少包括芯材和复合于芯材外侧的皮材。复合层铝合金可以是两层组分不同的铝合金、也可以是多层组分不同的铝合金。本专利技术上述铝塑膜，可以是如下结构：所述铝塑膜具有由内侧塑料热封层、外侧铝箔层构成的叠层体，其中外侧铝箔层为具有牺牲阳极保护功能的复合层铝箔形成。该铝塑膜不含有外侧塑料保护层。其中，内侧的塑料热封层也可称热塑性树脂薄膜层。复合层铝箔中皮材的腐蚀电位比芯材的腐蚀电位低5mV-500mV。进一步的，皮材的腐蚀电位比芯材的腐蚀电位低50mV-500mV。优选地，皮材的腐蚀电位比芯材的腐蚀电位低70mV-200mV。更为优选地，皮材的腐蚀电位比芯材的腐蚀电位低100mV-170mV。上述电位差是指在复合之前或热处理之前的电位差。本专利技术中，若未特别说明的，腐蚀电位均指为在水基冷却液环境下的腐蚀电位。通过这种复合铝箔中皮材与芯材的合理电位匹配，有利于避免铝箔（特别是芯材）的点腐蚀。本专利技术中若未特别说明，所述冷却水和所述冷却液均指水基冷却液。所谓水基冷却液，是指以水作为基本成分的冷却液。水基冷却液还可以是包含有各种防冻剂（比如乙醇、乙二醇、丙二醇等）以形成具有防冻功能的防冻液。所以，本专利技术的冷却液包含有如下种类：纯水、乙二醇与水的混合液等。进一步的，上述复合铝箔层的芯材由耐腐蚀的铝合金或纯铝形成。所述纯铝包括工业纯铝和高纯铝。所述纯铝中铝的纯度优选≥99.0%，更为优选为99.0%-99.99%。本专利技术所述的耐腐蚀的铝合金，是指在与冷却液直接接触的环境下，铝合金和铝塑膜能长期保持正常的功能而不失效，比如铝合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软包电池热控制装置，其包括软包电池、翅片和水基冷却液；所述翅片的至少部分表面与所述软包电池至少部分外表面直接接触，并且翅片内设有流体通道；若干个软包电池组成一个电池单元，电池单元与翅片间隔设置，所述翅片支撑软包电池和组织流场；水基冷却液在流体通道中流动，水基冷却液与软包电池直接接触换热，所述水基冷却液是以乙二醇和水为主要成分的防冻液；所述软包电池采用铝塑膜包装，所述铝塑膜由位于内侧的热塑性树脂薄膜和位于外侧的铝箔层复合形成；所述铝箔层与水基冷却液直接接触换热；其中，所述铝箔层包含有芯材和位于芯材外侧的皮材，铝箔层的芯材为1系铝合金或8系铝合金，铝箔层的皮材含有1%‑10%质量百分比的锌元素。

【技术特征摘要】
2016.05.08 CN 2016102964104;2016.05.16 CN 201610311.一种软包电池热控制装置，其包括软包电池、翅片和水基冷却液；所述翅片的至少部分表面与所述软包电池至少部分外表面直接接触，并且翅片内设有流体通道；若干个软包电池组成一个电池单元，电池单元与翅片间隔设置，所述翅片支撑软包电池和组织流场；水基冷却液在流体通道中流动，水基冷却液与软包电池直接接触换热，所述水基冷却液是以乙二醇和水为主要成分的防冻液；所述软包电池采用铝塑膜包装，所述铝塑膜由位于内侧的热塑性树脂薄膜和位于外侧的铝箔层复合形成；所述铝箔层与水基冷却液直接接触换热；其中，所述铝箔层包含有芯材和位于芯材外侧的皮材，铝箔层的芯材为1系铝合金或8系铝合金，铝箔层的皮材含有1%-10%质量百分比的锌元素。2.如权利要求1所述的软包电池热控制装置，其特征在于，所述芯材为含有如下组分（质量百分比）的铝合金：Si≤0.25wt%；Cu≤0.05wt%；Mg≤0....

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：谢彦君，
类型：发明
国别省市：上海,31