一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜及电池制造技术

本发明专利技术涉及一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜及电池，本发明专利技术通过在铝塑膜外层涂布一种可降温灭火型涂料，或复合一层可降温灭火型预制膜层，所述涂料或预制膜内所含有阻燃、冷却灭火功能的微胶囊粉体附着于铝塑膜的最外层，当锂离子电池发生热失控或火灾时，涂料中的微胶囊破裂，释放出阻燃、灭火和冷却成分，起到迅速灭火和降温电池效应，阻止电池着火和爆炸概率，特别是对于动力及储能中的电池组，可迅速降低单一电芯温度失控对电池组的整体破坏，可保护整体电池组的整体安全。可保护整体电池组的整体安全。可保护整体电池组的整体安全。

【技术实现步骤摘要】
一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜及电池


[0001]本专利技术涉及电池包装材料领域，特别涉及一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜及电池。

技术介绍

[0002]近年来随着软包锂离子电池技术提升及产量的增加，软包锂离子电池封装材料特别是手机平板软包电池封装的需求也越来越大，铝塑膜是软包锂离子电池封装的关键材料，已成为未来软包锂离子电池封装复合材料应用发展的主流。
[0003]传统的铝塑膜基本是由外层保护层、中间铝箔阻隔层和内层热封层构成，层与层之间用胶粘剂进行粘合，外层保护层一般选用尼龙进行复合，现还有选择聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行强化复合，提高复合材料的阻隔性能、耐摩擦性能，同时使用黑色膜进行电池封装颜色改观。但锂离子电池在长期使用和储存过程中不可避免地面临挤压、刺穿、温度冲击、过充、短路等损伤，导致燃烧甚至爆炸。近年来，在手机、电动汽车和储能电站等爆炸事故时有发生，造成了重大设备损坏和人员伤亡，因此解决锂离子电池的安全问题十分重要。传统改进锂离子电池的安全方式基本集中在电池内芯、隔膜材料的提升上，但从铝塑膜改进上提高锂离子电池安全还需进行创新。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜及电池，该铝塑膜除具有优异的绝缘性能、阻隔性能、化学稳定性能，还具有阻燃、灭火和冷却功能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，该铝塑膜为具有6层或8层结构，分别由共聚丙烯层、铝箔层、尼龙层或尼龙与聚对苯二甲酸乙二醇酯复合层、胶粘剂层及降温灭火涂料层或降温灭火预制膜层等多种材料涂布复合而成。6层结构铝塑膜其从内到外依次为共聚丙烯层CPP、胶粘层、铝箔层AL、胶粘层、尼龙层、降温灭火涂料层或胶粘层加预制膜层；8层结构铝塑膜其从内到外依次为共聚丙烯层CPP、胶粘层、铝箔层AL、胶粘层、尼龙层、胶粘层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、降温灭火涂料层或胶粘层加预制膜层。其涂料层中涂料种类选水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体粉涂料中的一种，优选溶剂型涂料。所述涂料层或预制膜层的尺寸厚度为1
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100um，涂料中含阻燃、降温灭火微胶囊粉体，优选5
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25um。
[0006]上述铝塑膜，溶剂型涂料优选含氟聚氨酯涂料或聚酯聚氨酯涂料或丙烯酸聚氨酯涂料中的一种。涂料树脂优选含氟树脂和或四氟树脂和或与其他树脂组合。
[0007]上述铝塑膜，粉末涂料选择热固性或热塑性粉末涂料中的一种。热固性粉末涂料中成膜物质选择环氧粉末、聚酯粉末、聚丙酸酯粉中的一种或几种组合；热塑性粉末涂料中成膜物质选择聚氯乙烯粉末、尼龙粉末、氟树脂粉末、乳胶粉末中的一种或几种组合，混合阻燃、降温灭火微胶囊粉体，成膜物质与胶囊粉体比例为8:2
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2:8之间，优选8:2
‑
5:5，胶囊
粉体内阻燃材料与降温材料比例1:9
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9:1根据电池容量与材料不同来选择合适的比例与厚度达到降温灭火时效。
[0008]上述铝塑膜，其涂料层也可为预制膜材料，通过干式复合的方式与铝塑膜其他层进行组合。预制膜材料优选含氟材料作为粘结主体，混合阻燃、降温灭火微胶囊粉体。
[0009]上述铝塑膜，其涂料或预制膜中微胶囊粉体为核壳结构，核层材料主要包含阻燃灭火成分和冷却成分，壳层材料三聚氰胺
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尿素
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甲醛树脂或三聚氰胺
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尿素
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环氧树脂、三聚氰胺
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尿素
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聚丙酸酯树脂、蒙脱土中的一种或组合。
[0010]上述铝塑膜，其微胶囊粉体中核层材料中阻燃、灭火成分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂及无机阻燃剂中的一种或组合。卤系阻燃剂以全氟(2
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甲基
‑3‑
戊酮)等氟系物质之一或组合，磷系阻燃剂以聚磷酸铵、磷酸铵盐等无机系和磷酸酯、有机次磷酸盐等有机系中之一或组合，氮系阻燃剂以三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐等物质之一或组合，无机阻燃剂以氢氧化铝、氢氧化镁等物质之一或组合。微胶囊粉体中核层材料中的冷却剂采用于高温快速吸热升华材料，成分优选为1，1，2，2，3，3，4
‑
七氟环戊烷(HFC)或其同系物、PA6、玉石粉体、二氧化锆粉体、二氧化硅粉体、分散剂、偶联剂中的一种或几种组合。
[0011]上述铝塑膜，其铝塑膜中共聚丙烯、铝箔、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯间采用胶粘、层压复合的方式实施，涂料层实施方式采用刷涂、喷涂、辊涂、浸涂、电泳中的一种或组合。
[0012]本专利技术还提供了一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜的软包电池、硬壳电池、圆柱电池。
[0013]采用上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：铝塑膜表面涂覆含阻燃、灭火和冷却的有效成分，在电池组中某个电池或电池发生热失控、飞温的情况下，微胶囊在一定温度下破裂释放出胶囊内的阻燃、灭火和冷却成分，可以扑灭早期的火源，实现阻燃和灭火的双重作用。同时通过微胶囊内的冷却剂可实现温度的快速冷却，实现阻止电池的二次燃烧，可对电池组和电池进行安全保护。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜(6层)示意图；
[0015]图2为本专利技术一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜(8层)示意图。
[0016]其中：
[0017]1.共聚丙烯层CPP、2.胶粘层、3.铝箔层AL、4.胶粘层、5.尼龙层、6.涂料层、7.胶粘层、8.聚对苯二甲酸乙二醇酯层。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例(以6层结构铝塑膜为例)对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]如图1所示，本专利技术提供了一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其从内到外依次包括为共聚丙烯层CPP(1)、胶粘层(2)、铝箔层AL(3)、胶粘层(4)、尼龙层(5)、涂料层(6)。
[0020]所述铝塑膜，其涂料层中涂料种类选水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体粉涂料中的一种，优选溶剂型涂料。所述涂料层或预制膜层的尺寸厚度为1
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100um，涂料中含阻燃、降温灭火微胶囊粉体，优选5
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25um。
[0021]所述铝塑膜，溶剂型涂料优选含氟聚氨酯涂料或聚酯聚氨酯涂料或丙烯酸聚氨酯涂料中的一种。涂料树脂优选含氟树脂和或四氟树脂和或与其他树脂组合。
[0022]所述铝塑膜，粉末涂料选择热固性或热塑性粉末涂料中的一种。热固性粉末涂料中成膜物质选择环氧粉末、聚酯粉末、聚丙酸酯粉中的一种或几种组合；热塑性粉末涂料中成膜物质选择聚氯乙烯粉末、尼龙粉末、氟树脂粉末、乳胶粉末中的一种或几种组合，混合阻燃、降温灭火微胶囊粉体，成膜物质与胶囊粉体比例为8:2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其特征在于，从内到外依次为共聚丙烯层CPP(1)、胶粘层(2)、铝箔层AL(3)、胶粘层(4)、尼龙层(5)、降温灭火涂料层(6)或胶粘层(6
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1)加预制膜层(6
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2)。2.根据权利要求1中所述一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其特征在于，降温灭火涂料层中涂料种类为水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体粉涂料中的一种，涂料中含阻燃、降温灭火微胶囊粉体，所述降温灭火涂料层、加预制膜层的尺寸厚度为1
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100um。3.根据权利要求2中所述一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其特征在于，溶剂型涂料为含氟聚氨酯涂料或聚酯聚氨酯涂料或丙烯酸聚氨酯涂料中的一种，涂料树脂为含氟树脂和或四氟树脂中的一种或组合。4.根据权利要求2中所述一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其特征在于，粉末涂料为热固性或热塑性粉末涂料中的一种，热固性粉末涂料中成膜物质选择环氧粉末、聚酯粉末、聚丙酸酯粉中的一种或几种组合；热塑性粉末涂料中成膜物质选择聚氯乙烯粉末、尼龙粉末、氟树脂粉末、乳胶粉末中的一种或几种组合，混合阻燃、降温灭火微胶囊粉体，成膜物质与胶囊粉体比例为8:2
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2:8，降温灭火微胶囊粉体内阻燃材料与降温材料比例1:9
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9:1。5.根据权利要求2中所述一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其特征在于，降温灭火涂料层为预制膜材料，通过干式复合的方式与铝塑膜其他层进行组合，预制膜材料为含氟材料作为粘结主体，混合阻燃、降温灭火微胶囊粉体。6.根据权利要求2中所述一种可冷却灭火型阻燃锂离子电池铝塑膜，其特征在于，所述降温灭火涂料层、加预制膜层中降温灭火微胶囊粉体为核壳结构，所述核壳结构的核层材料包含阻燃灭火成分和冷却成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文进，章结兵，石亚丽，
申请(专利权)人：浙江锂盾新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：