袋型电池壳体和袋型二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种包括袋膜层压体的袋型电池壳体，所述袋膜层压体包括：密封层、阻气层、和表面保护层，其中所述密封层由第一聚合物形成作为最内层，所述表面保护层由第二聚合物形成作为最外层；所述阻气层层压在所述表面保护层与所述密封层之间并由具有60μm至100μm的厚度和10μm至13μm的晶粒尺寸的铝合金薄膜形成。形成。形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】袋型电池壳体和袋型二次电池


[0001]本申请要求于2020年4月14日提交的韩国专利申请10
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2020
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0045542的优先权权益，通过引用将该申请作为整体结合在此。
[0002]本专利技术涉及袋型电池壳体和袋型二次电池，且更具体地，涉及其中通过提高拉伸强度和伸长率来改善可模制性的袋型电池壳体和袋型二次电池。

技术介绍

[0003]一般而言，二次电池的类型包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、和锂离子聚合物电池。这些二次电池已不仅应用于诸如数码相机、P
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DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏设备(Portable Game Device)、电动工具(Power Tool)、电动自行车(E
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bike)之类的小型产品，也应用并使用于诸如电动汽车和混合动力汽车、和用于存储剩余功率或可再生能源的储能装置和备用储能装置之类的需要高输出的大型产品。
[0004]为了制造这种二次电池，首先，分别用电极活性材料浆料涂覆正极集电器和负极集电器以制造正极和负极，然后将正极和负极层压在隔板(Separator)的两侧上以形成具有预定形状的电极组件(Electrode Assembly)。然后，在将电极组件容纳在电池壳体和注入电解质之后，将电池壳体密封。
[0005]根据容纳电极组件的壳体的材料，二次电池分为袋型(Pouch Type)、罐型(Can Type)、和类似者。袋型将电极组件容纳在由柔性聚合物材料制成的袋中。此外，罐型(Can Type)将电极组件容纳在由金属或塑料之类的材料制成的壳体中。
[0006]作为袋型二次电池的壳体的袋通过对柔性袋膜层压体进行压制加工而形成杯状部来制备。然后，当形成杯状部时，将电极组件容纳在该杯状部的容纳空间中，并将密封部密封以制造二次电池。
[0007]在压制加工中的拉伸(Drawing)通过将袋膜层压体插入压制设备中并通过使用冲压机对袋膜层压体施加压力以拉长袋膜层压体来进行。袋膜层压体由多层构成，并且设置在其中的阻气层由金属制成。然而，常规袋膜层压体的局限在于成型更深的杯状部，并且还在于当对杯状部的底部的边缘和开口的边缘施加圆角(Filleting)时减小圆角半径。此外，常规袋膜层压体的局限在于成型接近垂直的杯状部的外壁。相应地，存在的问题在于：二次电池的死空间(Dead Space)增加、并且电极组件的尺寸可能减小，使得使相对于体积的能量效率降低。

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]本专利技术的一个方面提供一种其中通过提高拉伸强度和伸长率来改善可成型性的袋型电池壳体和一种袋型二次电池。
[0010]本专利技术的目的不限于上述目的，本领域技术人员根据以下描述将清楚地理解本文中未描述的其他目的。
[0011]技术方案
[0012]根据本专利技术的一个方面，提供一种容纳通过堆叠正极、隔板、和负极而形成的电极组件的袋型电池壳体，其中所述袋型电池壳体包括袋膜层压体，所述袋膜层压体包括：密封层，所述密封层由第一聚合物形成作为最内层；表面保护层，所述表面保护层由第二聚合物形成作为最外层；和阻气层，所述阻气层层压在所述表面保护层与所述密封层之间并由具有60μm至100μm的厚度和10μm至13μm的晶粒尺寸的铝合金薄膜形成。此外，所述铝合金薄膜可包含1.2重量％至1.7重量％的量的铁。
[0013]此外，所述铝合金薄膜可包含1.3重量％至1.7重量％的量的铁。
[0014]此外，所述铝合金薄膜可包含0.2重量％或更少的量的硅。
[0015]此外，所述铝合金薄膜可具有10.5μm至12.5μm的晶粒尺寸。
[0016]此外，所述铝合金薄膜的合金编号可为AA8021。
[0017]此外，可所述阻气层具有70μm至90μm的厚度。
[0018]此外，所述密封层的厚度可以是所述阻气层的厚度的0.6倍至1.2倍，例如，可在30μm至90μm的范围内。
[0019]此外，所述第一聚合物可包括聚丙烯(PP)。
[0020]此外，所述表面保护层可具有6μm至25μm的厚度。
[0021]此外，所述第二聚合物可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0022]此外，所述袋型电池壳体可进一步包括拉伸辅助层，所述拉伸辅助层由第三聚合物制成并且层压在所述表面保护层和所述阻气层之间。
[0023]此外，所述拉伸辅助层可具有20μm至50μm的厚度。
[0024]此外，所述第三聚合物可包括尼龙(Nylon)。
[0025]此外，所述袋膜层压体具有180μm或更大、例如180μm至210μm的总厚度。
[0026]此外，所述袋膜层压体可具有200N/15mm至300N/15mm的拉伸强度和105％至150％的伸长率，所述拉伸强度是在将所述袋膜层压体切割成15mm
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80mm的尺寸之后以50mm/min的拉伸速度进行拉伸的同时进行测量的。
[0027]根据本专利技术的另一方面，提供一种袋型二次电池，包括：通过堆叠正极、隔板、和负极而形成的电极组件；和容纳所述电极组件的袋型电池壳体，其中所述电池壳体包括袋膜层压体，所述袋膜层压体包括：密封层，所述密封层由第一聚合物形成作为最内层；表面保护层，所述表面保护层由第二聚合物形成作为最外层；和阻气层，所述阻气层层压在所述表面保护层与所述密封层之间并由具有60μm至100μm的厚度和10μm至13μm的晶粒尺寸的铝合金薄膜形成。
[0028]本专利技术的其他具体细节被包括在详细描述和附图中。
[0029]有益效果
[0030]根据本专利技术的实施方式，可至少实现下述效果：
[0031]根据本专利技术的袋型电池壳体通过使用包括具有特定厚度和晶粒尺寸的铝合金薄膜作为阻气层的袋膜层压体而提高了袋膜层压体的拉伸强度、伸长率、和韧性(Toughness)。如果使用该袋膜层压体，由于在成型杯状部期间可在没有发生针孔(Pinhole)或裂纹的情况下增加成型深度，并且可减小杯状部边缘的曲率半径，因而可增加电池组件的容纳空间体积。
[0032]此外，由于根据本专利技术的袋膜层压体具有优异的穿刺强度，所以即使其受到来自外部的较大压力或被尖锐物体刺破而被损坏，该袋膜层压体也可以更有效地保护内部电极组件。
[0033]根据本专利技术的效果不受限于以上例示的你让，而是更多种不同的效果被包括在本说明书中。
附图说明
[0034]图1是根据本专利技术的实施方式的二次电池的组装图。
[0035]图2是根据本专利技术的实施方式的袋膜层压体的截面图。
[0036]图3是示出合金编号为AA8079的铝合金和合金编号为AA8021的铝合金的铁和硅含量的图。
[0037]图4是示出合金编号为AA8079的铝合金和合金编号为AA8021的铝合金的拉伸强度、伸长率、和晶粒尺寸的图。
[0038]图5是实施例1中使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种容纳通过堆叠正极、隔板、和负极而形成的电极组件的袋型电池壳体，其中所述袋型电池壳体包括袋膜层压体，所述袋膜层压体包括：密封层，所述密封层由第一聚合物形成作为最内层；表面保护层，所述表面保护层由第二聚合物形成作为最外层；和阻气层，所述阻气层层压在所述表面保护层与所述密封层之间并由具有60μm至100μm的厚度和10μm至13μm的晶粒尺寸的铝合金薄膜形成。2.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述铝合金薄膜包含1.2重量％至1.7重量％的量的铁。3.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述铝合金薄膜包含1.3重量％至1.7重量％的量的铁。4.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述铝合金薄膜包含0.2重量％或更少的量的硅。5.根据权利要求2所述的袋型电池壳体，其中所述铝合金薄膜具有10.5μm至12.5μm的晶粒尺寸。6.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述铝合金薄膜的合金编号为AA8021。7.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述阻气层具有70μm至90μm的厚度。8.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述密封层的厚度是所述阻气层的厚度的0.6倍至1.2倍。9.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述密封层具有30μm至90μm的厚度。10.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述第一聚合物包括聚丙烯(PP)。11.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述表面保护层具有6μm至25μm的厚度。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金橡熏，黄隨枝，姜旻亨，庾亨均，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：