电池用外包装材料、电池用外包装壳体、制备方法和电池技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，涉及一种电池用外包装材料、电池用外包装壳体、制备方法和电池。本发明专利技术提供的电池用外包装材料，包括防渗层和包含第一复合塑料层和第二复合塑料层的复合塑料层，所述第一复合塑料层、防渗层和第二复合塑料层依次层叠设置；所述复合塑料层包括如下组分：SAN、CPE、MBS和任选的助剂。本发明专利技术的包装材料具有一定的强度和耐冲击性、较好的耐热性、较低的吸水性、较好的电绝缘性和耐腐蚀性，能够有效防止电解液泄漏现象的发生，保证整体电池的安全，降低电池的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
电池用外包装材料、电池用外包装壳体、制备方法和电池
本专利技术属于二次电池
，涉及二次电池的包装材料，具体涉及一种电池用外包装材料、电池用外包装壳体、制备方法和电池。
技术介绍
近年来，随着人们提高对环境保护的意识、应用太阳光和风力等自然资源的同时，作为用于储藏电能的蓄电池、锂离子等二次电池或双电层电容器等更是备受瞩目。而在所有电池中，用于封装电极和电解质等电池元件的包装材料成为不可欠缺的部件。目前的电池一般采用铝材作为电池的壳，通常我们把这一类电池称为铝壳电池，在铝壳电池中，金属粒子对电池安全性有致命影响，当电池电芯的叠片厚度达到一定厚度之后，由于采用的是铝壳所以就需要对电池的安全性进行考量。为了让电池有更高的安全性，同时考虑到缩减成本，现有的电池开始慢慢采用塑料作为电池的壳体材料。由于塑料作为电池的壳体材料比铝材作为电池的壳体材料成本更低，同时还可以满足形状多样化、薄型化、轻质化的要求，人们更倾向使用塑料作为电池的壳体材料，从而使用塑料作为电池的壳体材料开始成为了一种发展趋势。但是现有的使用塑料作为电池的壳体材料的电池存在很多的问题，比如：塑壳电池在经过使用一段时间后容易出现漏液的问题，一般塑壳电池在经过两年的使用后电解液会损失5～15％，严重影响塑壳电池使用寿命。由于电池对电池壳材料具有很高的要求，要求电池壳应具有一定的强度和耐冲击性，同时电池壳应具有较好的耐热性能和较低的吸水性，并且电池壳还应具有较好的电绝缘性和耐腐蚀性。其中，冲击强度是衡量材料韧性的一种指标，通常定义为试样在冲击载荷的作用下折断或折裂时，单位截面积所吸收的能量。冲击强度用于评价材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度。然而，目前的电池的包装材料中，常用的塑料是ABS塑料和PP塑料，ABS塑料具有很好的冲击强度，但是因为其存在双键使其存在耐热氧老化性极差的缺陷。PP塑料具备一定的强度，但是其阻隔性能差，不能有效解决电解液的泄露问题。因此，研究开发一种整体性能优异的新型电池塑料壳材料显得非常必要。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种电池用外包装材料，该材料具有一定的强度和耐冲击性、较好的耐热性、较低的吸水性、较好的电绝缘性和耐腐蚀性，能够有效防止电解液泄漏现象的发生，保证整体电池的安全，有助于提高锂电池等二次电池的性能和延长使用寿命。本专利技术的第二目的在于提供一种电池用外包装壳体，该壳体主要由上述电池用外包装材料制成，因而至少具有与上述电池用外包装材料相同的优点。本专利技术的第三目的在于提供一种电池用外包装壳体的制备方法，该方法具有操作简单，生产效率高，成本低，对设备要求低的特点，易于实现工业化大规模生产。本专利技术的第四目的在于提供一种电池，该电池具有上述电池用外包装壳体，可促进电池具有极高的阻隔性、优异的耐电解液稳定性、耐热性和电绝缘性等，保证了电池的安全性，延长了电池的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种电池用外包装材料，包括防渗层和包含第一复合塑料层和第二复合塑料层的复合塑料层，所述第一复合塑料层、防渗层和第二复合塑料层依次层叠设置；所述复合塑料层包括如下组分：SAN、CPE、MBS和任选的助剂。作为进一步优选技术方案，所述复合塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN60～100份、CPE0.1～20份、MBS0.1～20份和助剂0～1份；优选地，所述复合塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN60～90份、CPE5～20份、MBS5～20份和助剂0.05～0.3份；优选地，所述复合塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN70～80份、CPE10～15份、MBS10～15份和助剂0.1～0.2份。作为进一步优选技术方案，所述防渗层包括塑料、金属、合金或金属复合物中的至少一种；优选地，所述防渗层由镀铝、不锈钢、EVOH、PVDC、PLA、PA、HDPE、PE－RT或PE－X中的至少一种形成；或，所述防渗层由至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的合金形成；或，所述防渗层为至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的金属复合物形成。作为进一步优选技术方案，对所述防渗层的至少一个面实施化学法表面处理。作为进一步优选技术方案，所述助剂包括抗氧剂。作为进一步优选技术方案，所述第一复合塑料层和第二复合塑料层的层数各自独立地为1～20层，优选为1～12层。作为进一步优选技术方案，所述第一复合塑料层和防渗层之间具有粘接层；和/或，所述第二复合塑料层和所述防渗层之间具有粘接层；优选地，所述第一复合塑料层的厚度为10～150μm；优选地，所述防渗层的厚度为5～100μm；优选地，所述第二复合塑料层的厚度为10～150μm。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种电池用外包装壳体，具有收纳电池的内部空间，采用上述的电池用外包装材料制备得到。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种上述的电池用外包装壳体的制备方法，通过挤出成型或注塑成型的方法制备得到；或，通过在所述防渗层的两个面分别涂覆第一复合塑料层和第二复合塑料层的方法制备得到；优选地，所述复合塑料层的制备方法包括：将SAN、CPE、MBS和任选的助剂干燥后用高速混合机混合，经双螺杆挤出机挤出、造粒，然后经冷却、切粒和干燥后注塑成型，得到复合塑料层。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种电池，具有上述的电池用外包装壳体、正极、负极和电解质。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的电池用外包装材料，包括主要由SAN、CPE和MBS组成的第一复合塑料层、防渗层和主要由SAN、CPE和MBS组成的第二复合塑料层，即通过使用高强度、高性能塑料+高阻隔性能材料+高强度、高性能塑料的方式形成电池用外包装材料，具有各种优异机械性质与热性质等，能够满足塑壳电池(使用塑料作为电池的壳体材料)对于其壳材料的要求，可有效缓解电解液的泄露问题。上述电池用外包装材料由于采用了主要由SAN、CPE和MBS组成的改性塑料，使其具有一定的强度和耐冲击性，较好的耐热性，较低的吸水性，较好的电绝缘性和较好的耐腐蚀性，能够防止电解液的泄漏，保证电池的安全性，延长电池的使用寿命，能够有效缓解现有的应用在电池壳体中的塑料材料耐热性、耐老化性、强度和/或阻隔性等性能差，易出现电解液泄漏的问题。本专利技术的电池用外包装壳体，主要由上述电池用外包装材料制成，因而至少具有与上述电池用外包装材料相同的优点。该电池用外包装壳体的制备方法，具有清洁、高效、低成本的特点，并且操作简单，生产效益高，无需采用复杂的设备系统，对设备要求低，容易实现工业化大规模生产，具有工业实用性。本专利技术的电池具有上述电池用外包装壳体，可促进电池具有极高的阻隔性、优异的耐电解液稳定性、耐热性和电绝缘性等，保证了电池的安全性，延长了电池的使用寿命。具体实施方式下面将结合实施方式和实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。未注明具体条件者，按照常规本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池用外包装材料，其特征在于，包括防渗层和包含第一复合塑料层和第二复合塑料层的复合塑料层，所述第一复合塑料层、防渗层和第二复合塑料层依次层叠设置；所述复合塑料层包括如下组分：SAN、CPE、MBS和任选的助剂。

【技术特征摘要】
1.一种电池用外包装材料，其特征在于，包括防渗层和包含第一复合塑料层和第二复合塑料层的复合塑料层，所述第一复合塑料层、防渗层和第二复合塑料层依次层叠设置；所述复合塑料层包括如下组分：SAN、CPE、MBS和任选的助剂。2.根据权利要求1所述的电池用外包装材料，其特征在于，所述复合塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN60～100份、CPE0.1～20份、MBS0.1～20份和助剂0～1份；优选地，所述复合塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN60～90份、CPE5～20份、MBS5～20份和助剂0.05～0.3份；优选地，所述复合塑料层包括按重量份数计的如下组分：SAN70～80份、CPE10～15份、MBS10～15份和助剂0.1～0.2份。3.根据权利要求1或2所述的电池用外包装材料，其特征在于，所述防渗层包括塑料、金属、合金或金属复合物中的至少一种；优选地，所述防渗层由镀铝、不锈钢、EVOH、PVDC、PLA、PA、HDPE、PE－RT或PE－X中的至少一种形成；或，所述防渗层由至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的合金形成；或，所述防渗层为至少包含锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、锆、铬、锰或镁中任意一种的金属复合物形成。4.根据权利要求3所述的电池用外包装材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东坡，吴丛笑，葛铁军，郭伟，文泽哲，刘阳，
申请(专利权)人：北京国能电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11