本申请实施例提供一种包装材料、包含该包装材料的电化学装置及电子装置，该包装材料通过第一端子和第二端子导通后通入电流，产生焦耳热，实现加热功能。具体地，将包装材料应用于电化学装置中，当电化学装置的温度低于第一预定温度时，第一端子和第二端子导通以进行加热，当电化学装置的温度高于第二预定温度时，第一端子和第二端子断开以停止加热。由此，电化学装置的吸热量大于散热量，实现加热速率大于1℃/s的均匀升温，电化学装置的低温充电性能得到显著的改善。电化学装置的低温充电性能提高，有效提升了电化学装置的化学体系的动力学性能，继而在不损失电化学装置的能量密度的同时，改善由于负极析锂现象所引起的安全问题，提高安全性能。提高安全性能。提高安全性能。
【技术实现步骤摘要】
一种包装材料、包含该包装材料的电化学装置和电子装置
[0001]本申请涉及电化学领域，具体涉及一种包装材料、包含该包装材料的电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0002]锂离子电池在低温条件下，动力学较差导致低温充电能力较差，使得锂离子电池在大倍率充电过程中出现负极严重析锂的现象，引发安全风险。同时，在低温条件下，活性材料活性较低，造成容量发挥受限，使得锂离子电池能量密度受到损失。
[0003]在低温条件下，通过对锂离子电池进行加热，能够提升锂离子电池化学体系的动力学性能、有效缓解锂离子电池在低温环境中存在的低容量和负极析锂问题。
[0004]锂离子电池的加热方式一般分为外部加热和自身加热。常见的外部加热是通过在锂离子电池外包装外部贴加热片或者排列内注液体管路，该方式加热过程升温速率慢，电池整体温差较大，对电极材料影响较大，易导致电池循环性能恶化，存在安全可靠性风险；同时，外部加热成本增加，管路中的加热液体易出现渗漏，污染电极组件或外包装，影响用户使用。另外，加热片或管路的设置，使锂离子电池的体积增大，进而降低锂离子电池的能量密度。因此，开发一种对锂离子电池自身加热的方式成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本申请提供了一种包装材料、包含该包装材料的电化学装置和电子装置，以改善电化学装置的低温性能。
[0006]需要说明的是，本申请的内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：<br/>[0007]本申请第一方面提供了一种用于电化学装置的包装材料，其包括第一层、第二层和设置于第一层和第二层之间的复合层，复合层包括第一端子和第二端子。该包装材料通过第一端子和第二端子在复合层中通入电流，产生焦耳热，实现加热功能。具体地，将包装材料应用于电化学装置中，当电化学装置的温度低于第一预定温度时，第一端子和第二端子导通以进行加热，当电化学装置的温度高于第二预定温度时，第一端子和第二端子断开以停止加热。由此，电化学装置的吸热量大于散热量，实现加热速率大于1℃/s的均匀升温，电化学装置的低温充电性能得到显著的改善。电化学装置的低温充电性能提高，有效提升了电化学装置的化学体系的动力学性能。相较于其他加热方式，本申请提供的技术方案通过复合层的设计，能够实现在不损失电化学装置的能量密度的同时，改善由于负极析锂现象所引起的安全问题，提高安全性能。本申请对第一预定温度和第二预定温度的具体温度值没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，只要能够实现本申请目的即可。
[0008]在本申请中，对电化学装置的温度监控方式，以及控制第一端子和第二端子导通
和断开的方式没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，可以采用本领域已知的方式，例如，可以采用温度传感器监控电化学装置的温度，通过开关控制第一端子和第二端子导通和断开。
[0009]在本申请的一种实施方案中，第一端子与第二端子之间的电阻为R，R≥0.1Ω。在本申请的一些实施例中，第一端子与第二端子之间的电阻R优选为0.1Ω至50Ω。通过将第一端子与第二端子之间的电阻R控制在上述优选范围内，更有利于第一端子和第二端子在复合层中通入电流，产生焦耳热，实现加热功能，进而改善电化学装置的低温性能。在本申请中，可以通过调节第一金属层或第二金属层的材料、第一金属层或第二金属层的厚度、第一金属层或第二金属层上图案的设置，使第一端子与第二端子之间的电阻R调控在上述范围内。
[0010]在本申请的一种实施方案中，复合层包括高分子层，以及位于高分子层两个表面上的第一金属层和第二金属层；其中，第一端子和第二端子设置于第一金属层，或，第一端子和第二端子设置于第二金属层。高分子层设置于第一金属层和第二金属层之间，在隔离第一金属层及第二金属层的同时，可以提升结构强度。第一金属层和第二金属层能够防止电化学装置外部水分进入，还可以阻止电化学装置内部产生的副产物(例如氢氟酸)向外腐蚀而影响电化学装置的安全性能。并且，第一金属层或第二金属层上设置的第一端子和第二端子导通后，第一金属层或第二金属层能够产生热量，使包装材料的温度升高，进而加热电化学装置，改善其低温性能。
[0011]本申请对第一端子和第二端子的材质、结构、尺寸均没有特别限制，只要能够形成闭合通路，实现本申请目的即可。
[0012]在本申请的一种实施方案中，高分子层的厚度为1μm至20μm，优选为9μm至12μm。例如，高分子层的厚度可以为1μm、9μm、11μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm或上述任两个数值范围间的任一数值。不限于任何理论，高分子层的厚度过大(例如大于20μm)，复合层的厚度随之增加，进而使电化学装置的体积增大、能量密度降低；高分子层的厚度过小(例如小于1μm)，其力学性能降低，例如，拉伸强度减小。
[0013]在本申请的一种实施方案中，第一金属层和第二金属层的厚度和为2μm至6μm，优选为3μm至5μm。例如，第一金属层和第二金属层的厚度和可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm或上述任两个数值范围间的任一数值。不限于任何理论，第一金属层和第二金属层的厚度和过大(例如大于6μm)，拉伸强度越大，加工难度增大；第一金属层和第二金属层的厚度和过小(例如小于2μm)，拉伸强度减小，安全性能降低。在本申请中，对第一金属层和第二金属层各自的厚度没有特别限制，第一金属层和第二金属层的厚度可以相同或不同，只要能够实现本申请目的即可。
[0014]本申请对复合层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，复合层的厚度可以为12μm至22μm。在本申请中，可以通过溅射法、真空沉积法、离子电镀法、激光脉冲沉积法等方法在高分子层的两个表面分别形成第一金属层和第二金属层得到复合层。
[0015]在本申请的一种实施方案中，高分子层的材料包括聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯、聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯
‑
六氟丙烯)、聚(偏
二氟乙烯
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共
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三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种。上述材料的密度小，可以降低包装材料的重量，从而提高电化学装置的能量密度。并且，在机械滥用的情况(例如，穿钉、撞击、挤压等)下，上述材料产生碎屑的概率更小，且对机械破损表面包裹效果更好，可以改善上述机械滥用情况下的安全性能，从而使安全测试通过率得以提高，进一步提高电化学装置的安全性能。
[0016]在本申请的一种实施方案中，第一金属层和第二金属层的材料各自独立地包括Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电化学装置的包装材料，其包括第一层、第二层和位于所述第一层和所述第二层之间的复合层，所述复合层包括第一端子和第二端子；当所述电化学装置的温度低于第一预定温度时，第一端子和第二端子导通以进行加热，当电化学装置的温度高于第二预定温度时，第一端子和第二端子断开以停止加热。2.根据权利要求1所述的包装材料，所述第一端子与所述第二端子之间的电阻为R，R≥0.1Ω。3.根据权利要求1所述的包装材料，所述复合层包括高分子层，以及位于所述高分子层两个表面上的第一金属层和第二金属层；其中，所述第一端子和所述第二端子设置于所述第一金属层，或，所述第一端子和所述第二端子设置于所述第二金属层。4.根据权利要求3所述的包装材料，其中，所述高分子层的厚度为1μm至20μm，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度和为2μm至6μm。5.根据权利要求3所述的包装材料，其中，所述高分子层的材料包括聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯、聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯
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共
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三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜及其衍生物中的至少一种；所述第一金属层和所述第二金属层的材料各自独立地包括Ni、Ti、C...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏红梅，郑碧珠，张浩，侯天昊，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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