[發明專利]一種電池裝置用外包裝材料及電池

有效

• 申請號: 202010434841.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111653694B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 程躍;陳濱;王小明;王卉;虞少波
• 申請（專利權）人: 上海恩捷新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/124
• 分類號: H01M50/124;H01M50/131;H01M10/0525;B32B27/34;B32B15/20;B32B15/088;B32B15/085;B32B27/32;B32B27/08;B32B27/06;B32B33/00;B32B27/36;B32B7/12;C22
• 代理公司: 上海遠同律師事務所 31307
• 代理人: 張堅;張翠芳

本發明公開了一種電池裝置用外包裝材料，包括基材層、粘結層、阻隔層、另一粘結層、熱熔接層；所述粘結層設置在所述基材層和所述阻隔層之間；所述另一粘結層設置在所述阻隔層和所述熱熔接層之間；所述阻隔層是由鋁合金箔組成，所述鋁合金箔是由單層或多層構成；所述鋁合金箔其成分及其質量百分比包括Fe含量在1.2％以上，Mg含量在1％以上；經過退火處理后，Mg會大量從鋁箔內析出，析出Mg量與析出AL量的比值在2?4之間。通過添加1％?2％的Mg，提高鋁塑復合膜的耐電解液性，通過降低鋁箔中Si含量和添加Sb含量，可以細化鋁箔內部結晶，加深成型極限深度，從而解決現有鋁塑膜沖深及耐電解液腐蝕性能差的問題。

技術領域

本發明涉及鋁塑膜生產技術領域，尤其涉及一種電池裝置用外包裝材料及電池。

背景技術

目前鋰離子電池主要分為方形、圓柱、軟包三大類，其中方形和圓柱的外殼主要采用鋁合金、不銹鋼等硬殼，鋁合金外殼可為純鋁，而軟包的外殼則采用鋁塑復合膜膜，極大地改善了硬裝電池外形設計不靈活的問題。

鋁塑復合膜的從外到內的構成依次是表層尼龍，外層膠水，鋁箔，內層膠水和熱封層。作為電池外包材料，要求鋁塑膜具備高沖深和耐電解液腐蝕的性能，從而防止發生漏液等問題，保證電池使用壽命。

用于鋰離子電池外包裝用的鋁塑復合膜中鋁箔材料一般為熱處理的8021或者8079系合金材料，厚度從20μm-100μm。鋰離子電池用硬殼罐材一般使用未經熱處理的3003或者3004系鋁箔，厚度在100μm以上。

不同系列的鋁箔材料，含有不同合金成分，使用用途也不同。8021材的AL合金成分比如下表所示：

表1 A8021材合金成分比

從上表可以看出現有的8021材合金特征是含有1.2％～1.7％的Fe，其次是含有0.15％以下的Si。由于鋁土原料本身就是多種合金的混合物，與其說為了改善材料特性而添加Si，不如說是原料中必定會混入Si成分。但是如果在生產過程中對Si含量不進行管理控制的話，會影響鋁箔的品質穩定性，所以Si的目標含有量通?？刂圃?.2％以下。

影響鋁箔沖深性能的三個因素是拉伸強度、0.2％屈服點、及拉伸率。其中拉伸強度和拉伸率等機械性質與合金成分中Fe的析出狀態有很大的關系。而Fe析出狀態的影響因素之一就是鋁箔中Si的含有量。在鋁箔生產工序中，Si具有促進Fe析出的效果，進而與Fe、Al形成一種中間化合物，在退火時起到作為再結晶核的作用。雖然結晶核的起點粒徑大小多為φ1μm左右，但最終形成的結晶粒徑很小。

鋁塑復合膜中使用熱處理的8021或者8079系合金鋁箔的原因之一是因為其含有一定量的Fe成分，伸縮性比其他鋁箔大，有利于鋁塑復合膜的沖深成型。在鋰離子電池中，鋁塑復合膜需要通過熱封的方式把正、負極極耳、集流體、電解液等封裝起來。電解液是由電解質LiPF₆和EC/DEC/DMC等作為溶劑組成。

由于熱封不良、正負極極耳毛刺等原因，電解液會滲透到鋁塑復合膜中，電解質中的鋰離子會與鋁塑復合膜中鋁箔接觸。同時，如果負極耳的毛刺部分與鋁塑復合膜中鋁箔接觸，就會引起短路。鋁塑復合膜中與電解質鋰離子接觸的鋁箔就會發生腐蝕現象，形成Li-AL合金。由于Li-AL合金非常堅固，只要較小的沖擊力度，就會發生鋰離子電池外包裝鋁塑復合膜的穿破。如果發生這種情況，密封的電解液會從該貫通的孔中漏出，再溶解周邊，這就是所謂的腐蝕漏液，會嚴重影響鋰離子電池的安全性能。