锂电池包装膜及锂电池制造技术

本申请涉及电池技术领域，具体涉及锂电池包装膜及锂电池。该锂电池包装膜由内至外依次包括热塑性高分子内层和阻隔层；阻隔层为镀膜层和/或PCTFE层，镀膜层为非金属镀膜层、金属氧化物镀膜层或非金属氧化物镀膜层。该锂电池包装膜为无铝层包装膜，可有效隔离水分，解决现有技术中的锂离子电池铝塑膜的包装袋存在的易腐蚀问题。的易腐蚀问题。的易腐蚀问题。

【技术实现步骤摘要】
锂电池包装膜及锂电池


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及锂电池包装膜及锂电池。

技术介绍

[0002]软包锂离子电池包装膜通常采用铝塑包装膜，该包装膜主要由尼龙/铝箔/PP三层结构组成，其中尼龙主要起到耐磨，缓冲的作用；铝箔主要是易成型，隔离水分的作用；PP可以耐电解液的长期腐蚀；三层结构共同保证电池的长久密封性能。但随着电池能量密度要求不断增加，铝塑包装膜趋于更薄化，铝箔不断减薄，在电池冲型、折边、搬运等过程中易出现铝箔针眼、破损问题，导致水汽进入，进而造成包装膜腐蚀，电池鼓胀漏液。
[0003]电池用铝塑包装膜中铝箔存在的最主要的目的是对外界水汽进行阻隔(水汽透过系数一般为：0.2
‑
0.5g/m2.day)，防止水汽会对锂电池电解液及活性材料造成损害导致胀气和循环性能严重下降。目前无铝层/无金属层的包装膜已经在食品、医药等领域得到广泛应用，但应用在这些领域的包装材料水汽透过系数比铝塑包装膜高出1
‑
1.5倍左右，达到1
‑
3g/m2.day，达不到锂电池要求的水汽透过率标准；而高端医药及OLED领域所用无铝包装膜的水汽阻隔标准又过高(为10
‑5g/m2.day至10
‑4g/m2.day的数量级)，市场上尚没有可以直接应用于锂电池的商品化的无铝层包装膜。另外为了控制锂电池的包装成本，已有的专利中无铝层包装技术也很难直接应用于锂电池，比如专利CN201710402598.0描述使用多层共挤方法制造的交替层状生物降解高分子阻隔材料会带来工艺复杂和成本上升。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了锂电池包装膜及锂电池。该锂电池包装膜为无铝层包装膜，可有效隔离水分，避免出现铝层破损造成的腐蚀。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种锂电池包装膜，锂电池包装膜由内至外依次包括热塑性高分子内层和阻隔层；
[0007]阻隔层为镀膜层和/或PCTFE(聚三氟氯乙烯)层，镀膜层为非金属镀膜层、金属氧化物镀膜层或非金属氧化物镀膜层。
[0008]本专利技术通过保留传统铝塑包装膜中的热塑性高分子内层、或热塑性高分子内层和加固外层，采用无铝箔包装膜，可以避免铝箔弯折针眼、破损问题，提高电池能量密度，同时对软包锂电池生产带来最小化的影响，可实现与现有密封工艺、机械强度及包装袋印刷等需求的顺利对接。
[0009]热塑性高分子内层主要起到电芯包装时热融合和密封的作用。
[0010]作为优选，热塑性高分子内层包括但不限于PP(聚丙烯)膜、PE(聚乙烯)膜、丙烯乙烯共聚物膜、酸改性PP膜、PVDC膜、PP/PVDC复合膜、改性PP/PVDC复合膜中的一种或多种。
[0011]优选地，热塑性高分子内层为PP膜或改性PP/PVDC复合膜。
[0012]PP即聚丙烯高分子膜，是目前传统铝塑膜的内层膜成分，具有较佳的高温密封性
能，搭配同样PP材质的极耳密封胶(SEALANT)，可以几乎无缝对接使用当前的软包装锂电池的密封工艺，以减少工艺研发投入，节省成本。
[0013]作为优选，热塑性高分子内层的厚度为10～60μm。
[0014]本专利技术的包装膜用于制备锂电池时，热塑性高分子内层作为内层结构，主要起到电芯包装时热融合和密封的作用。
[0015]在本专利技术第一种实施方式中，阻隔层为镀膜层(不可透气)。
[0016]为提高包装膜对水分的阻隔性，在内层材料、其它阻隔材料或外层材料表面上设置镀膜层，采用真空蒸镀技术、EB
‑
PVD技术(电子束物理气相沉积)或PE
‑
CVD(等离子体增强化学气相沉积法)技术形成镀膜层。
[0017]作为优选，镀膜层的镀膜材料选自Si、SiO
x
、Al2O3、MgO、Y2O3、TiO2、Gd2O3中的一种或多种，其中x≤2；
[0018]优选地，镀膜层的镀膜材料为SiO
x
‑
Al2O3复合物。
[0019]作为优选，镀膜层的厚度小于等于5μm。
[0020]优选地，镀膜层的厚度为0.01～3μm。
[0021]更优选地，镀膜层的厚度为0.02～3μm。
[0022]在本专利技术第二种实施方式中，阻隔层为PCTFE层(可透气)，该实施方式为优选实施方式。
[0023]作为优选，PCTFE层的材料为CTFE的均聚物，或者为三氟氯乙烯和含氟单体的共聚物；
[0024]优选地，PCTFE层的材料为CTFE的均聚物。
[0025]作为优选，含氟单体包括CF3CF＝CH2、CF3CF＝CF2、CF3CH＝CF2、CF3CF＝CFH、顺式
‑
CF3CH＝CFH、反式
‑
CF3CH＝CFH、CF3CH＝CH2中的一种或多种；共聚物中，三氟氯乙烯与含氟单体的重量比为(90～99.9)：(0.1～10)；
[0026]作为优选，PCTFE层的厚度为10～60μm。
[0027]优选地，PCTFE层的厚度为20～60μm。
[0028]更优选地，PCTFE层的厚度为30～60μm。
[0029]PCTFE对水汽的阻隔性和厚度相关，厚度为25μm时可基本达到30
‑
40μm铝箔的阻隔水汽的能力；提高厚度可以进一步提升水汽阻隔能力，尤其可适用于人体内的体液环境；但厚度过大也会损失电池的能量密度。
[0030]在本专利技术第三种实施方式中，阻隔层为薄的镀膜层和PCTFE层的复合层(半透气)，该实施方式为优选实施方式。
[0031]作为优选，镀膜层设置于热塑性高分子内层和PCTFE层之间。
[0032]阻隔层为镀膜层和PCTFE层的复合层时，主要是通过控制PCTFE层的厚度以及镀膜层的厚度来控制对水汽和气体的透过率。二者共存时，镀膜层的厚度取决于包装袋的使用目的，如果使用目的是为了阻挡水汽，不在意气体的透过率，镀膜层的厚度没有特别限制；如果在意气体的透过率，那么镀膜层要非常薄。
[0033]作为优选，阻隔层为镀膜层和PCTFE层的复合层时，镀膜层的厚度小于等于30nm。此处的镀膜层将作为可选的方案用来进一步加强PCTFE的阻水性能，及对气体对外释放速率的一个调节手段。比如在人体内湿润的环境下，PCTFE的阻水性能还不足够，需要使用镀
膜层进一步的加强补足。但镀膜层的使用会导致O2和CO2的排出速率变慢，因此需要根据锂电池化学体系产气量预估来取得一个平衡值。
[0034]在一些实施方式中，锂电池包装膜还包括加固外层，阻隔层设置于热塑性高分子内层和加固外层之间。
[0035]在一些实施方式中，阻隔层包括PCTFE层时，加固外层可有可无。
[0036]在一些实施方式中，阻隔层仅为镀膜层时，锂电池包装膜优选包括加固外层。但对于小电芯，为了节省成本，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池包装膜，其特征在于，所述锂电池包装膜由内至外依次包括热塑性高分子内层和阻隔层；所述阻隔层为镀膜层和/或PCTFE层，所述镀膜层为非金属镀膜层、金属氧化物镀膜层或非金属氧化物镀膜层。2.根据权利要求1所述的锂电池包装膜，其特征在于，所述热塑性高分子内层包括PP膜、PE膜、丙烯乙烯共聚物膜、酸改性PP膜、PVDC、PP/PVDC复合膜、改性PP/PVDC复合膜中的一种或多种；所述热塑性高分子内层的厚度为10～60μm。3.根据权利要求1所述的锂电池包装膜，其特征在于，所述镀膜层的镀膜材料选自Si、SiO
x
、Al2O3、MgO、Y2O3、TiO2、Gd2O3中的一种或多种，其中x≤2；所述镀膜层的厚度小于等于5μm。4.根据权利要求1所述的锂电池包装膜，其特征在于，所述PCTFE层的材料为CTFE的均聚物，或者为三氟氯乙烯和含氟单体的共聚物；所述含氟单体包括CF3CF＝CH2、CF3CF＝CF2、CF3CH＝CF2、CF3CF＝CFH、顺式
‑
CF3CH＝CFH、反式
‑
CF3CH＝CFH、CF3CH＝CH2中的一种或多种；所述共聚物中，三氟氯乙烯与含氟单体的重量比为(90～99.9)：(0.1～10)；所述PCTFE层的厚度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴佳佳，李素丽，贺飞，林文荣，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：