[發明專利]具有散熱特性的電池包裝材料

無效

• 申請號: 201280036008.2
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN103687721A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 金基弘;金正謙;尹宗云;金洪健
• 申請（專利權）人: 韓化石油化學株式會社
• 主分類號: B32B15/088
• 分類號: B32B15/088;B32B15/20;B65D85/88;H01M2/02;H01M10/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;錢程

技術領域

本發明涉及一種具有散熱特性的電池包裝材料，更為詳細地涉及一種包括在包裝材料的至少一個結構層中添加碳材料而形成的散熱層，或者包括含有碳材料和樹脂粘合劑的單獨散熱層的電池包裝材料。

背景技術

由于鋰離子二次電池采用液體電解質，因此為了防止電解液的泄漏，并且為了降低爆炸的危險性，鋰離子二次電池采用鋁殼作為包裝材料。因此，鋰離子二次電池因作為包裝材料采用的鋁殼，其重量重而且體積大，并且即使采用這種鋁殼，由于采用離子狀態的液體電解質，因此依然存在爆炸的危險性，從而具有安全性低的問題。因此，企業不斷地研究開發提高這種安全性并減少體積的同時提高能量密度的方案。

最近，作為彌補及改善這種鋰離子二次電池缺陷的電池，正在開發鋰聚合物二次電池。鋰聚合物二次電池的外裝材料可由袋子形狀構成，因此能夠將電池輕量化，并且能夠借此節省單位生產成本，而且電池的形狀可以多樣化，從而能夠進一步提高產品的競爭力。鋰聚合物二次電池由于將復合袋作為包裝材料采用，因此能夠將鋰聚合物二次電池薄型化。這種聚合物電池可在筆記本電腦、便攜式終端裝置（手機、PDA等）、攝影機、電動汽車、能量儲存蓄電池、機器人和衛星等上使用。

以往的電池包裝材料只應用在小型電池中，因此電池本身產生的熱所引起的問題可以忽略不計，然而，隨著電池應用領域的不斷擴大，并且隨著電池大小的增大，電池暴露在電池所產生的熱量及外部熱量的程度也相應增加，隨之帶來電池的穩定性問題。

以往的電池的外包裝材料，由以聚酯類樹脂或者聚酰胺樹脂構成的基材薄膜/由鋁合金材料構成的隔層/由聚烯烴樹脂構成的最內層構成。

韓國專利申請第2008-0078160號的目的為，通過使包裝材料的顏色隨著電池的內部溫度及外部溫度的變化而變色，從而告知危險性，實質上沒有當暴露在非正常的溫度時能夠阻斷或者排出熱的功能，因此對延遲或者遏制危險來講具有局限性。

就韓國專利申請第2006-0034130號以及日本專利第4541961號中記載的由散熱層、金屬層以及聚丙烯層構成的包裝材料來講，作為具有三年以上的耐久性、耐候性、機械強度、耐蝕性等的包裝材料，需要確保長期可靠的物理性質，但由于沒有具備功能性鋁涂敷層、對氧氣和水分的隔層以及增強機械強度的薄膜層等，因此作為包裝材料來講具有局限性。而且，當同時進行具有規定寬度及深度的繪圖工作時，由于沒有具備能夠對包裝材料的內外表面產生摩擦系數影響的功能性添加劑，因此對于進行寬范圍的繪圖工作來講可能會存在局限性。電池在其大小的多樣化以及應用范圍擴大的情況下，需要一種能夠降低上述危險因素的多功能包裝材料。

發明內容

有鑒于此，在本發明中進行廣泛的研究的結果發現，當鋰二次電池或者便攜式蓄電池等聚合物電池內部的異常反應所導致的過充電或者內部短路而導致電池內部溫度的急劇上升或者暴露在如熱等嚴酷的外部環境時，碳材料能夠分散電池包裝材料的熱量，從而能夠初步延遲及遏制電池內部的溫度上升，并且在此基礎上完成了本發明。

因此，本發明的目的是提供一種聚合物電池包裝材料，該聚合物電池包裝材料不僅成型性及耐藥品性優異，尤其散熱特性非常優異，從而能夠確保電池的穩定性和可靠性。

為了達到所述目的，本發明涉及一種袋式電池包裝材料，該袋式電池包裝材料為包括耐熱性樹脂最外層、含有鋁或鋁合金的隔層以及熱塑性樹脂最內層的袋式電池包裝材料，所述電池包裝材料包括在所述包裝材料的至少一個結構層中添加碳材料而形成的散熱層，或者包括含有碳材料和粘合劑樹脂的單獨散熱層。

下面，對本發明進行更為詳細的說明。

本發明涉及一種電池包裝材料，該電池包裝材料為具有由最外層、隔層以及最內層構成的層壓體的電池包裝材料，為了對所述包裝材料賦予散熱性、滑性、阻燃性、印刷性等性能，在所述結構層中添加碳材料，或者包含含有碳材料和粘合劑樹脂的單獨散熱層。

在本發明中采用的碳材料為選自石墨（graphite）、CNT（carbon?nanotube，碳納米管）、SWNT（Single-Walled?carbon?nanotube，單壁碳納米管）、石墨烯（Graphene）以及活性炭纖維（Activated?Carbon?Fiber-ACF）中的至少一種。

在本發明的一實施例中，不是以獨立的層增加所述散熱層，而是在包裝材料的結構層中的一個以上的層中將碳材料作為添加劑來添加而制備。當將所述散熱層作為單獨層增加時，可通過涂敷、噴射或者滾壓的方法而形成。當在已有的層中添加碳材料而制備時，可通過復合工序或者混合工序，與層結構成分一起添加。