[發明專利]長耐久極耳以及應用

有效

• 申請號: 202110038732.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112768844B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 呂飛;申津婧;黃偉;冷旭寧;高秀玲;王馳偉
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M50/534
• 分類號: H01M50/534;H01M50/571;H01M10/0525
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 王春梅

本發明提供了一種長耐久極耳以及應用，長耐久極耳包括極耳本體、交聯聚乙烯層、極耳膠層，所述的交聯聚乙烯層粘接于極耳本體的表面，所述的極耳膠層粘接于交聯聚乙烯層的表面。本發明中的交聯聚乙烯具有非常好的熱穩定性、耐電解液腐蝕性及電化學穩定性，交聯聚乙烯層中三維網狀分子鏈結構不僅會抑制電解液中的有機溶劑對粘接處的溶脹，而且在極耳封裝時可以防止極耳膠過封，防止發生鎳極耳和鋁層接觸，降低發生電化學腐蝕的風險，從而提高極耳與鋁塑膜封裝可靠性、電池長期使用可靠性和壽命。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，尤其是涉及一種長耐久極耳以及應用。

背景技術

軟包電池作為鋰離子電池重要的類型之一，其密封材是由鋁塑膜材料和聚合物極耳中的膠條在一定熱壓工藝下，相互熔融達到密封效果。相比較硬殼電池封裝，有以下幾點優勢：1、由于鋁塑膜材料質量比較輕，相較硬殼電池，質量至少輕30％，因此相同容量條件下，比能量更高；2、一般由于鋁塑膜和極耳熱封強度相對較低，電池發生熱失控時，主要會發生鼓脹開裂，而不會發爆炸，因此安全性能較高；3、內阻較小，有利于降低電池工作產熱和提高電池功率。

軟包電池中的鋁塑膜一般是由三層結構組成的，包括：1、最外層的尼龍層，它可以提高鋁塑膜耐腐蝕性和具有良好的熱塑性；2、中間層的鋁層，它隔絕水分和氧氣等雜質進入電池，同時具有一定機械強度；3、最內層的聚丙烯層，它可以隔絕電解液與鋁層接觸，且具有耐電解液腐蝕。極耳一般是由銅鍍鎳或鋁金屬片和膠片組成的。封裝的時候，將鋁塑膜對折，使聚丙烯層與極耳膠片對接，熱封過程中在一定溫度(＞180℃)、熱封壓力和熱封時間下，使得鋁塑膜聚丙烯層和極耳膠條混融在一起，經過一定時間相互融合、冷卻后，最終達到密封的效果。但是，一旦熱封工藝控制不好，就可能發生過封，使得鎳極耳和鋁層接觸，從而可能發生電化學腐蝕，這就可能導致鋁層破損，最終會造成了漏液、脹氣鼓脹等嚴重失效問題。

隨著鋰離子電池能量密度提高，對于極耳與鋁塑膜封裝的可靠性、耐久性提出了更高的要求。而聚合物極耳膠片層與鋁塑膜聚丙烯之間互熔、粘合效果會極大影響封裝結構的可靠性、電池長期使用壽命。

因此，開發適合高能量密度鋰離子電池的長耐久極耳是動力鋰離子電池的重要基礎之一。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于高能量密度鋰離子電池的長耐久極耳，它有利于提高極耳的使用壽命、極耳與鋁塑膜封裝結構可靠性以及電池長期使用可靠性和壽命。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

長耐久極耳，包括極耳本體、交聯聚乙烯層、極耳膠層，所述的交聯聚乙烯層粘接于極耳本體的表面，所述的極耳膠層粘接于交聯聚乙烯層的表面。

優選的，所述的交聯聚乙烯層由聚乙烯通過輻照交聯或硅氧烷交聯制備得到。

優選的，所述的輻照交聯包括如下步驟：

a.重均分子量為10kg/mol～900kg/mol的聚乙烯在雙螺桿擠出機中擠出流延，其中流延得到厚度為0.5mm～3mm聚乙烯膜片，其中流延溫度為200℃～250℃，冷卻輥溫度為20℃～55℃，擠出速率為0.1m/min～20m/min，冷卻輥速度為5r/min～300r/min；

b.聚乙烯膜片在高溫下進行縱向拉伸處理，其中縱向拉伸溫度為70℃～130℃，縱向拉伸比為2～20，獲得厚度為3～200μm的聚乙烯膜片；

c.拉伸后得到的聚乙烯膜片在室溫條件下利用高能射線進行輻照處理，輻照強度為20Gy/min～200Gy/min，總劑量為30kGy～250kGy，其中輻照過程中需要保持密封狀態，目的是防止聚乙烯過度交聯；

d.輻照過后的聚乙烯膜片置于烘箱中，溫度范圍為40℃～110℃，靜置處理0.5h～24h；