电池包装材料、软包电池及电池热控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于包装电池的电池用包装材料，针对现有技术中用于包装电池的电池用包装材料的抗腐性能不足的缺陷，本发明专利技术特提供如下电池包装用铝塑复合膜解决方案：一种电池用包装材料，所述电池用包装材料包括铝箔层和复合于铝箔层表面的塑料层；其中，铝箔层由耐腐的铝合金形成。

Battery packaging materials, soft batteries and battery thermal control device

The present invention relates to a packaging material for packaging battery, aiming at the defects with less corrosion resistant properties of packaging materials used for packaging battery in the prior art, as the aluminum-plastic composite film to solve the battery packaging scheme provided packaging material for a battery, the battery packaging materials including aluminum foil and plastic layer the surface layer on the aluminum foil layer; wherein, the aluminum foil layer formed by Aluminum Alloy corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
电池包装材料、软包电池及电池热控制装置
本专利技术涉及电池用包装材料及软包电池，特别涉及可应用于浸泡于冷却水中的软包电池用包装材料及软包电池，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
动力电池的热管理是动力电池的核心技术之一，现有的软包电池冷却方式中更多的是风冷，即使是水冷，也是采用水冷板与电池接触换热，而这种换热方式中相应的接触热阻高，换热效率低。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铝塑膜。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，但该铝箔中铁含量较高，抗防冻液腐蚀能力差，未考虑应用于与车用防冻液直接接触的环境下。另外，从节约成本和提高电池容量出发，现有动力软包电池中铝箔层的厚度通常为40微米，最厚也不超过55微米；而这种厚度是不能满足车用耐久需求。所以现有技术中铝塑膜铝箔无论其成分和/或厚度都不符合防冻液腐蚀耐久需求。另外，现有铝塑膜包装的电池耐车用防冻液腐蚀性能不足，由该种铝塑膜包装的电池长时间浸泡在防冻液中，则存在腐蚀穿孔的风险。比如厚度为55微米的8系（如8021或8079）铝箔在OY水溶液腐蚀试验中的寿命不足100小时，根本不能满足车辆设计寿命要求。若需满足长期（如5年或10年）浸泡于防冻液中仍然保持良好的性能的要求，则需开发专用的耐车用防冻液铝塑膜及选用合适的铝箔层。中国专利申请CN102373499A中虽然介绍了采用各系铝合金与塑料结合，但其中的铝合金和塑料均非膜材或箔材，更不适合用于软包电池的包装。
技术实现思路
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所提供的铝塑膜，包括铝箔层和复合于铝箔层表面的塑料层。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铝塑膜。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。包括上述的软包电池。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，从而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所述铝塑膜制造方法。在本专利技术一种优选实施例中，铝箔层为单层，更优选地，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。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。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，铝箔层的单面复合有塑料层，或者铝箔层的两面均复合有塑料层。若塑料层复合于铝箔层的单面，优选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100-200微米，更为优选为150-200微米。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。进一步的，所述外侧塑料层优选为耐热性树脂薄膜。比如聚酰胺（PA）或尼龙（Ny或ON）膜、或聚酯（PET）薄膜、或聚酰亚胺（PI）薄膜。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铝合金、也可以是多层铝合金。本专利技术上述铝塑膜，可以是包括A）-B）中的任意一种结构：A）所述铝塑膜具有由内侧塑料热封层、中间铝箔层、外侧塑料保护层构成的叠层体，其中中间铝箔层为具有牺牲阳极保护功能的复合层铝箔形成。比如，该复合层铝箔由芯材和腐蚀电位低于芯材的皮材形成。B）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，外侧的塑料保护层也可称耐热性树脂薄膜层。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。本专利技术中，若未特别说明的，腐蚀电位均指为在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。本专利技术中所述的冷却液，若未特别说明的情况下，冷却液优选为水基冷却液。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。或者，所述铝塑膜包括铝箔层和复合于铝箔层表面的塑料层；其中，铝箔层外部还覆盖有金属锌层。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，比如铝合金不被冷却液腐蚀穿孔。其中所述“不失效”包括铝塑膜的电绝缘功能不失效且阻隔功能也不失效。其性能虽然有量上的衰减，但仍能满足基本要求。其中所谓的“长期”，是指产品（如汽车或汽车动力蓄电池）正常的寿命周期时长，比如寿命大于5年，优选大于10年，更为优选大于15年。本专利技术所述耐腐蚀的铝合金，可选自如下防锈铝或者说具有良好耐蚀性的铝合金：1系铝合金、3系铝合金、5系铝合金、6系铝合金。由于耐腐蚀的铝合金（如铝锰合金AA3003等，以下省略AA）或纯铝具有很好的耐冷却液腐蚀功能，故将其作为铝塑膜的铝箔层，可以应用于与冷却液直接接触的应用场合。若铝箔层为复合层，由芯材和皮材复合形成，芯材位于内侧，皮材位于外侧，且皮材的腐蚀电位低于（或称负于）芯材的腐蚀电位。在与有腐蚀性介质接触时，形成电化学腐蚀，皮材作为被牺牲的阳极，保护作为阴极的芯材，从而确保铝塑膜中的铝箔层能够长期耐冷却液腐蚀，进而确保电池的使用寿命。其中，皮材可以是单层材料，也可以是多层材料。若皮材为多层，则优选地多层皮材由内到外腐蚀电位依次降低。皮材厚度优选占整个铝箔层的8~20%，更为优选为10±2%。本专利技术所谓内侧是指应用于软包电池时，靠近电芯内部电解质的那侧；所谓外侧是指应用于软包电池时，远离电芯内部电解质的那侧。其中，芯材也可称为铝基材。塑料层可以是现有技术中各种成熟应用的塑料层，如内层采用流延聚丙烯薄膜（CPP），外层采用尼龙薄膜（ON）或/和聚酯薄膜（PET），且塑料层与铝箔层之间可以采用现有工艺中粘合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池包装用铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜包括铝箔层和复合于铝箔层表面的塑料层；其中，铝箔层为单层铝箔，铝箔层由耐腐蚀的铝合金或纯铝形成；或者，铝箔层为复合层铝箔，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。

【技术特征摘要】
2016.03.04 CN 2016101219956;2016.05.08 CN 201610291.一种电池包装用铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜包括铝箔层和复合于铝箔层表面的塑料层；其中，铝箔层为单层铝箔，铝箔层由耐腐蚀的铝合金或纯铝形成；或者，铝箔层为复合层铝箔，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。2.如权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，耐腐蚀的铝合金选自3系铝合金，或者1系铝合金，或者5系铝合金，或者6系铝合金；复合层铝箔中皮材的腐蚀电位比芯材的腐蚀电位低50mV-500mV；塑料层复合于铝箔层的两侧，内侧塑料层为热塑性树脂薄膜，外侧塑料层为耐热性树脂薄膜；或者，塑料层仅复合于铝箔层的内侧，内侧塑料层为热塑性树脂薄膜。3.一种电池包装用铝塑膜，其包含有作为阻水层的铝箔，其特征在于，铝塑膜或其铝箔的耐OY水溶液腐蚀寿命大于500小时。4.一种电池用包装材料，其由金属箔和位于金属箔内侧的热塑性树脂薄膜复合形成；或者其由热塑性树脂薄膜和金属箔以及耐热性树脂薄膜复合形成，金属箔位于热塑性树脂薄膜和耐热性树脂薄膜之间；其中，金属箔为具有抗蚀性的单层金属，或者金属箔包含有芯材和位于芯材外侧的皮材，金属箔的皮材的腐蚀电位低于芯材的腐蚀电位。5.一种软包电池，包含有电极材料和电解质以及外部包裹...

【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