[發明專利]鋰離子電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔及其制備方法

有效

• 申請號: 201811220280.1
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109703128B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 張騰飛;黃元偉;陳仁宗;高勇進;顧躍千;聶存珠;唐勁松;陳國楨
• 申請（專利權）人: 上海華峰鋁業股份有限公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B3/24;B32B37/06;B32B37/10;C22C21/00;C22C21/02;C22C21/10;C22F1/04;C22F1/043;C22F1/053;H01M50/124;H01M50/119;B32B38/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種鋰離子電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔，其特征在于，由相互復合的芯層和保護層組成；所述的芯層包括如下重量百分比的組分：0≤Si≤1.0％、0.1≤Fe≤1.8％、0≤Mn≤1.8％，其余為Al；所述的保護層包括如下重量百分比的組分：0≤Mn≤1.0％、0.1≤Si≤1.0％、0.1≤Fe≤1.8％、0.1≤Zn≤6.0％，其余為Al。

技術領域

本發明涉及汽車電池領域，具體地涉及一種用于鋰離子電池包裝的鋁塑膜用鋁箔及其制備方法。

背景技術

隨著市場對鋰離子電池需求的提高，鋰離子電池的包裝材料也越來越成為關注的重點，其中鋰離子電池軟包裝材料對腐蝕性的酸、堿、鹽或有機溶劑等液態化學物質具有較高的穩定性，它的設計、制造及其應用技術已經成為鋰電池行業要解決的技術難題之一。因為軟包裝材料與電池的內部材料直接接觸，因此對軟包裝材料有著苛刻的使用要求，其中很重要的兩點就是：

(1)需要具有極高的阻隔性，阻隔性不好會降低聚合物鋰離子電池的比容量，使電池起鼓，導致循環壽命和電化學性能的降低，嚴重的還會使電池失效。因此，軟包裝材料要求水蒸氣的透過率應小于1×10^-4～1×10^-6g/m²·d·1atm，氧氣的透過率應小于1×10^-1～1×10^-3g/m²·d·1atm，這實際上已經超過了測試儀器的最小精度；

⑵具有良好的冷沖壓成型性，鋰離子電池用軟包裝材料的成型深度為3-8mm，良好的冷沖壓成型性才能保證包裝后的電池芯封口規整嚴密，外觀平整，包裝牢固。

選取適當厚度的軟狀態鋁箔可以滿足以上兩個要求；

無針孔的鋁箔，在物理上可以隔絕外界的水和氧氣滲透到電池芯內部，厚度達到一定程度的鋁箔才可以消除針孔的影響，如26μm以上的精級鋁箔即可認為是無針孔，對氧氣或其它流體的透過率認為是零。

鋁箔在做成電池的過程中，需要進行深沖變形，一定深度的沖坑可保證電池內部可以放置一定數量的正負極材料。適當成分的鋁合金鋁箔具有良好的延伸率、抗拉強度和深沖性能可以滿足冷沖壓成型的要求。

隨著汽車行業對電動汽車領域的重視，對動力電池的性能有著越來越高的要求。動力電池對功率要求較高，在工作過程中會產生大量熱量，電池發熱造成電池失效甚至爆炸。為了改善電池發熱的狀態，對電池結構進行了改進，將電池的實際工作環境設計為防凍液體系，不同于以往的傳統鋰電池軟包裝工作環境為大氣環境，因此對于鋰離子電池軟包裝復合膜用鋁箔的耐蝕性就提出了新的要求，即鋁箔要能夠承受較長周期的防凍液體系的腐蝕，能保證材料整體結構可靠性。

防凍液體系一般為弱堿性，一般pH在8.5左右，弱堿性條件下，鋁合金表面形成的致密氧化膜易被破壞，且鋁合金易發生不均勻腐蝕，材料在整體上的可靠性下降，造成材料的實際工作壽命下降甚至發生短時間的腐蝕穿孔，導致電池失效。

目前，傳統的鋁塑膜為雙面覆膜結構，其表面覆膜使用高分子材料，長期浸泡在防凍液體系中易發生老化，而一旦覆膜材料破壞，內部鋁箔很容易在防凍液體系中發生腐蝕，甚至穿孔，造成電池失效，同時大容量汽車動力電池與普通電子產品電池的使用環境不同，存在較大的受沖擊風險，因此為了保證電池的可靠性，需要電池整體的結構及可靠性需要進行改進。

因此，亟需具有良好耐腐蝕性、深沖性能和力學性能的鋁箔，特別是鋰離子電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔。

發明內容

在一方面，本發明涉及一種鋰離子電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔，其特征在于，所述鋁箔由相互復合的芯層和保護層組成；

所述的芯層包括如下重量百分比的組分：

0≤Si≤1.0％、

0.1≤Fe≤1.8％、

0≤Mn≤1.8％，