一种高安全性的锂电池包裹膜制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有温度指示功能的高安全性的锂电池包裹膜。该包裹膜具有较好的粘结力，可直接替换现有的锂电池包裹膜，无需对锂电池制备工艺进行改动。该包裹膜设置在锂电池外壳表面，导热树脂层有较高的热传导性，能快速将锂电池内部温度传导到感温变色层，通过感温变色层颜色变化可快速识别出现高温的电池，便于故障模组的快速排查以及故障电池的快速更换。感温变色层材质可根据实际需要选择为可重复变色和单次不可逆变色两种，可重复变色胶带便于锂电池出现异常后及时提供预警，不可逆变色胶带用于更严密的管控环境，对于锂电池工作温度较为敏感的场景使用，便于检修时排查故障点和风险点。修时排查故障点和风险点。修时排查故障点和风险点。

【技术实现步骤摘要】
一种高安全性的锂电池包裹膜


[0001]本技术涉及高安全性的锂电池包裹膜
，尤其涉及一种高安全性的锂电池包裹膜。

技术介绍

[0002]锂离子电池主要以三元锂电池和磷酸铁锂电池为代表。按照结构划分，动力电池又分为刀片电池、方壳电池、圆柱电池等。锂离子电池因具有电压高、比能量高、比功率大、循环性好等优点成为电动工具的主要动力来源。但锂离子电池在使用中会产生大量的热量，导致电池内部温度升高并容易造成模组中单体电池之间产生较大温差使得模组温度不均匀，造成电池性能不稳定，严重时会影响到电池包的安全。为了减少该部分缺陷，目前较多研究集中在电池组的热管理以及单一电池的散热中，采取的常规方式是增加电池高温防爆功能或对模组中高温失活的单电池进行调整。该类研究都是在电池失效或爆炸后进行更换或在电池使用种出现变化时进行识别或更换，对于单电池温度提醒或高温识别涉及较少，无法早期发现电池单体体系高温的状态，实现对电池高温失控的早期预防。
[0003]除了常规的单电池以及模组形式使用的锂电池，现有的CTP(cell to package)或CTC(cell to chases)技术更是采用无模组方式，电芯铝壳外围仅有包裹膜保护，由于缺乏模组保护与温度控制，铝壳电芯之间更加容易出现热失控等不良情况，存在一定的安全隐患，因此，用于包裹铝壳的包裹膜的温度指示作用显得尤为重要。
[0004]中国专利CN206232655U公开了一种双层锂电池保护膜，包括外基材层、内基材层、外胶黏剂层和内胶粘剂层，通过双层PET薄膜的复合使胶带耐磨坚韧的同时更柔软，通过涂布添加酚醛树脂的高粘改性亚克力胶黏剂使粘性更强，从而达到胶带贴合更好，不容易起翘，且在130度烘烤半小时以上撕下不残胶，可以更好地保护电池；但是其不具备指示热失控的性能。韩国申请KR1020180084268A公开了一种圆柱形电池，包括指示温度变化的标签，其通过在电池壳或盖上添加包含不可逆变色的热致变色颜料标签来显示发生热冲击的电池单元，但该种电池单元需要加入额外的标签单元组件，需要在电池制备过程中加入额外的工序，且该方法无法对电池内部温度实现较为准确全面的显示。如果能在现有锂电池制备工序基础上实现对电池温度的直观识别以及高温风险预防，将能极大地提高电池风险预防，有效地避免电池高温爆炸风险。
[0005]因此，开发一种具有温度指示功能的高安全性的锂电池包裹膜，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种具有温度指示功能的高安全性的锂电池包裹膜。该包裹膜具有较好的粘结力，可直接替换现有的锂电池包裹膜，无需对锂电池制备工艺进行改动。该包裹膜设置在锂电池外壳表面，导热树脂层有较高的热传导性，能快速将锂电池内部温度传导到感温变色层，通过感温变色层颜色变
化可快速识别出现高温的电池，便于故障模组的快速排查以及故障电池的快速更换。另外感温变色层材质也可根据实际需要设定为可重复变色和单次不可逆变色两种，可重复变色胶带便于锂电池出现异常后及时提供预警。不可逆变色胶带用于更严密的管控环境，对于锂电池工作温度较为敏感的场景使用，便于检修人员时候排查故障点和风险点。
[0007]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]一种高安全性的锂电池包裹膜，所述高安全性的锂电池包裹膜包括依次层叠的透明基膜层、感温变色层、导热树脂层、胶黏剂层。
[0009]进一步地，所述透明基膜层为透明PP膜、PET膜、PO膜、PI膜、PU膜中的一种或多层复合，所述透明基膜层厚度为2
‑
50μm。
[0010]进一步地，所述感温变色层厚度为4
‑
20μm，感温变色层的原料为有机感温变色材料与塑料树脂；所述有机感温变色材料变色温度为70
‑
110摄氏度，根据锂电池实际工作温度可选择合适的有机感温变色材料与塑料树脂熔融共混形成色母粒。
[0011]进一步地，所述高安全性的锂电池包裹膜为多层共挤膜。
[0012]进一步地，所述感温变色层可逆变色层或者单次不可逆变色层，通过调整感温变色材料的组成可实现感温变色层可逆变色或单次不可逆变色。当所述感温变色层可逆变色时，所述塑料树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯
‑
醋酸乙烯树脂中一种，所述感温变色层中所述有机感温变色材料与塑料树脂的质量比为1
‑
10:100。所述感温变色材料主要包括以聚二炔、聚噻吩或三芳甲烷苯酞类为代表的有机感温变色材料，以胆甾醇液晶为代表的液晶型感温变色材料。感温变色材料特性为在一定的温度下是一个颜色，当温度突破另一个值后会变成另一个颜色，通过颜色的突变就能够判断电池包裹膜下的锂电池内部是否在发热且电池内部温度超过正常工作温度的情况。另外无机材料变色精度不高，且存在着一定的毒性和腐蚀性，而有机感温变色材料的成本低廉、合成简便、变色波长可控等优点。
[0013]进一步地，当所述感温变色层为不可逆变色层时，即采用单次不可逆色变感温变色材料时，所述高安全性的锂电池包裹膜替换为涂布锂电池壳表面的包裹膜，各个层之间结构和位置不变，改变的是感温变色层的材料选择。该感温变色材料主要包括以金属氧化物为代表的无机可逆感温材料，选自以下材料中的一种或若干种：Ag2HgI4、AgI2·
AgI、AgI4·
CuI、Cu2AgI2，其中将感温变色层限定为上面所述的单次不可逆色变感温变色材料与聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯
‑
醋酸乙烯树脂、聚硅氧烷中一种的任意一种按照质量比1
‑
50：100混合并加入溶液分散配胶并涂布在透明基膜层，将胶黏剂层也配成胶水涂布在导热树脂层上，之后对透明基膜层和导热树脂层未涂胶的一侧进行电晕处理，下一步按照锂电池包裹膜的层叠结构热压成型。
[0014]进一步地，所述导热树脂层为有机硅树脂，其厚度为5
‑
100μm。所述胶黏剂层为聚丙烯酸树脂胶黏剂层、聚氨酯树脂胶黏剂层、有机硅树脂胶黏剂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂胶黏剂层、聚氨酯改性丙烯酸树脂胶黏剂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯改性丙烯酸树脂胶黏剂层、环氧改性丙烯酸树脂胶黏剂层、环氧改性聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂胶黏剂层中的任意一种，其厚度为1
‑
50μm。
[0015]进一步地，所述高安全性的锂电池包裹膜的边缘具有若干均匀分布且相互交替的凸起和凹陷结构。
[0016]进一步地，所述凸起和/或凹陷的宽度和高度在范围1
‑
50mm。
[0017]进一步地，所述透明基膜层背离所述感温变色层的一面是电晕处理面或透明基膜层两面均做电晕处理。
[0018]本技术采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0019]1、本技术中，该高安全性的锂电池包裹膜中设置感温变色层，当单电池内部温度超过一定数值时感温变色层颜色出现明显变化，可实现锂电池高温的直观报警，便于快速发现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高安全性的锂电池包裹膜，其特征在于，所述高安全性的锂电池包裹膜包括依次层叠的透明基膜层、感温变色层、导热树脂层和胶黏剂层；所述感温变色层为可逆变色层或非可逆变色层；所述高安全性的锂电池包裹膜的边缘具有若干均匀分布且相互交替的凸起和凹陷结构。2.根据权利要求1所述的高安全性的锂电池包裹膜，其特征在于，所述透明基膜层为透明PP膜、PET膜、PO膜、PI膜、PU膜中的一种或多层复合，所述透明基膜层厚度为2
‑
50μm；所述感温变色层的厚度为4
‑
20μm。3.根据权利要求1所述的高安全性的锂电池包裹膜，其特征在于，所述高安全性的锂电池包裹膜为多层共挤膜。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，王升，张长宇，褚宬成，陈鹏，
申请(专利权)人：东莞澳中新材料科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：