本实用新型专利技术涉及铝塑膜技术领域，具体公开一种外包装复合膜的特殊结构，其由铝塑膜、活性炭吸附层及选择性透过膜组成；所述活性炭吸附层设置于所述铝塑膜用于包覆裸电芯的内侧上；所述活性炭吸附层上覆盖一层面积大于活性炭吸附层的选择性透过膜。从而可以在电芯内部解决电池产气过多，以及有效避免电池内部压力过高而带来的安全性问题。过高而带来的安全性问题。过高而带来的安全性问题。
【技术实现步骤摘要】
一种外包装复合膜及其电化学装置
[0001]本技术涉及铝塑膜领域，具体涉及一种外包装复合膜及其电化学装置。
技术介绍
[0002]随着人们对新能源汽车以及各种3C数码产品需求的日益旺盛，高能量密度的锂离子二次电池被不断的开发并应用于各个领域。然而，锂离子二次电池在高温环境下存储、循环以及过充过放等异常使用条件下，电解液易分解产生气体，气体在电芯内部集聚会导致电芯内部内压升高，并带来一系列问题。首先，电解液与电极接触界面以及隔膜上会形成气泡，这些气泡会影响到锂离子的扩散与传输，造成电芯内阻增加，影响电芯电化学性能；其次，内部压力过高可能会导致电极变形，增加电芯内短路风险；高压气体还会使得电芯壳体变形，严重的还会导致着火或者爆炸。
[0003]锂离子二次电池主要产生为N2，C2H6，C2H4，CO2，CO，H2等气体，含量最多的为C2H4与CO2气体，C2H4气体主要来源为电解液中的EC溶剂在负极表面的分解形成SEI膜以及SEI膜破坏后的重整导致；CO2则源自烷基碳酸锂及溶剂的氧化分解。
[0004]现有的软包电池技术并没有什么即简单又经济的办法来解决电池产气的问题，通常是在软包电池铝塑膜上安装安全阀，安全阀与铝塑膜通过热熔胶相连。由于软包电池与安全阀阀球/阀片所承受极限压力不同，当袋内气体达到安全阀压力值时，安全阀打开，将内部气体排出到外部，达到防止锂电池由于内部气压过大而造成电池安全性问题的目的。然而这种安全阀多半是由压紧弹簧与金属球或金属片以及阀壳构成，存在结构复杂且不易安装等问题；或是由不同形变量的弹性金属合金与阀壳构成，虽然结构上要优于压紧弹簧安全阀，但是金属合金制造成本高，同样也需要采用热熔胶与铝塑膜相连，存在着不易安装的问题。并且，安全阀一旦打开，内部环境与外部环境相连，不仅电池即判定失效，同时电池内部的烷类，醚类，烯烃类可燃性气体直接排出到环境，造成环境污染与安全隐患。
[0005]目前另外一种方法是从电池内部解决产气问题，在制作电极时添加MH合金类物质制成可吸附气体的电极，在电池运行中将产生的气体被电极中混合的合金材料吸附于晶格当中，起到抑制电池产气膨胀的目的。然而MH金属制造成本高，且只能吸附氢气，同时对工艺要求较高，存在大规模推广的困难。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术的不足，本技术从软包电池铝塑膜入手，在铝塑膜内侧对应裸电芯位置喷涂或刷涂一层孔具有高比表面积且径分布发达的活性炭材料，吸附电化学体系中的过多C2H4与CO2气体，从而在电芯内部解决电池产气过多，以控制电池内部压力，有效避免电池内部压力过高而带来的安全性问题。同时，抑制衰减，提高锂电池的电化学性能，延长锂电池的使用寿命。
[0007]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0008]本技术的目的在于提供一种外包装复合膜，由铝塑膜、活性炭吸附层及选择
性透过膜组成；所述活性炭吸附层设置于所述铝塑膜用于包覆裸电芯的内侧上；所述活性炭吸附层上覆盖一层面积大于活性炭吸附层的选择性透过膜。
[0009]进一步地，所述活性炭吸附层厚度为40～70μm。
[0010]进一步地，所述活性炭吸附层中的颗粒粒径分布为D10:1.40～2.90μm，D50:4.20～6.40μm，D90:8.20～14.10μm。
[0011]进一步地，所述活性炭吸附层中的颗粒比表面积为1600m2/g～2100m2/g。
[0012]进一步地，所述活性炭吸附层中的颗粒具有微孔、介孔与大孔兼具的三维分级多孔结构；所述活性炭吸附层中的颗粒多孔结构中2nm以下的微孔居多，其中0.5～1nm范围内的微孔最多。
[0013]更进一步地，所述活性炭吸附层中的颗粒粒径分布为D10:1.47～2.82μm，D50:4.23～6.33μm，D90:8.21～14.05μm。～
[0014]更进一步地，所述活性炭吸附层中的颗粒比表面积为1689m2/g～2100m2/g。
[0015]本技术的目的还在于提供一种电化学装置，包括上述任一项所述的外包装复合膜。
[0016]进一步地，所述电化学装置包括裸电芯、电解液、铝塑膜；所述铝塑膜用于包覆裸电芯的内侧上包括热封区域和非热封区域；所述非热封区域包括活性炭吸附层、选择性透过膜、冲坑。
[0017]更进一步地，所述冲坑位置应与活性炭吸附层位置重合。
[0018]具体地，区分热封区域和非热封区域的意思在于，活性炭吸附层、选择性透过膜、冲坑都只能位于非热封区域，而不可以与热封区域有任何位置重叠部分，以免影响电化学装置的顶侧封的严密性。
[0019]与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0020](1)本技术通过在铝塑膜用于包覆裸电芯的内侧上涂覆一层具有高比表面积且孔径分布发达的活性炭浆料，吸附电化学体系中的过多C2H4与CO2气体，从而在电芯内部解决电池产气过多，以控制电池内部压力，有效避免电池内部压力过高而带来的安全性问题；
[0021](2)发达的孔径分布使得吸附层在吸附气体后电化学装置体积膨胀较小，使其在电池化成时期就可以吸附大量的化成气体，省略了气袋，免去了电池二封的步骤，大大降低了铝塑膜的材料成本及人工成本，此外，电池体积膨胀较小将给电池电化学设计提供了大大的空间，这在特别追求高比能量、低成本的动力电池领域中将是巨大的进步；
[0022](3)本技术还能提高电池的电化学性能，抑制衰减，延长电池的使用寿命，且更耐高温环境下使用。
附图说明
[0023]图1为本技术外包装复合膜的截面结构示意图；
[0024]图2为本技术冲坑工艺后的吸附气体的金属复合膜的结构示意图；
[0025]图3为本技术活性炭材料的扫描电镜图；
[0026]图4为本技术活性炭材料的透射电镜图；
[0027]图5为本技术活性炭材料的比表面积吸脱附曲线图；
[0028]图6为本技术活性炭材料的孔径分布曲线图；
[0029]图7为本技术活性炭材料的孔径范围
‑
孔比表面积图；
[0030]图8为本技术实施例3与对比例7、8、9在55℃下跑1000圈的电池循环寿命曲线图；
[0031]元件标号说明
[0032]1、铝塑膜用于包覆裸电芯的内侧
[0033]2、活性炭吸附层
[0034]3、选择性透过膜
[0035]4、冲坑
具体实施方式
[0036]以下对本技术的具体实施方式结合附图进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。
[0037]本技术具体实施方式提供一种可吸附气体的金属复合膜，由铝塑膜、活性炭吸附层2及选择性透过膜3组成；所述活性炭吸附层2设置于所述铝塑膜用于包装电池时接触电解液的内侧1上；所述活性炭吸附层2上覆盖一层面积本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种外包装复合膜，其特征在于：由铝塑膜、活性炭吸附层及选择性透过膜组成；所述活性炭吸附层设置于所述铝塑膜用于包覆裸电芯的内侧上；所述活性炭吸附层上覆盖一层面积大于活性炭吸附层的选择性透过膜。2.根据权利要求1所述的外包装复合膜，其特征在于：所述活性炭吸附层厚度为40～70μm。3.根据权利要求1所述的外包装复合膜，其特征在于：所述活性炭吸附层中的颗粒粒径分布为D10:1.40～2.90μm，D50:4.20～6.40μm，D90:8.20～14.10μm。4.根据权利要求1所述的外包装复合膜，其特征在于：所述活性炭吸附层中的颗粒比表面积为1600m2/g～2100m2/g。5.根据权利要求1所述的外包装复合膜，其特征在于：所述活性炭吸附层中的颗粒具有微孔、介孔与大孔兼具的三维分级多孔结构；所述活性炭吸附层中的颗粒多孔结构中2...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄志，郭宏伟，鲍晋珍，袁凯杰，王迎利，虞少波，程跃，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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