專利名稱：一種軟包裝鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于鋰離子電池領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包裝膜及應(yīng)用此包裝膜的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的軟包裝鋰離子電池通常選用鋁塑復(fù)合膜作為殼體，通常鋁塑復(fù)合膜主要由三層功能層復(fù)合而成，其中中間層為鋁層，主要用于阻隔水汽和空氣；內(nèi)層為PP層主要用于熱封；外層為尼龍層主要起絕緣、耐磨，耐熱和增強(qiáng)柔韌性等保護(hù)作用。例如，公開(kāi)號(hào)為CN101350370A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)一種采用PP/乙烯-甲基丙烯酸共聚物/鋁箔/乙烯-甲基丙烯酸共聚物/PP的鋁塑復(fù)合膜；公開(kāi)號(hào)為CN101992570A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)的一種采用聚酰胺膜/熱固性膠合層/鋁箔/熱固性膠合層/不飽和酸酐改性聚丙烯薄膜的鋁塑復(fù)合膜。上述鋁塑復(fù)合膜用作鋰離子電池的殼體均存在以下不足(1)電極端子通過(guò)鋁塑復(fù)合膜的熱封邊引出殼體時(shí)，容易造成與鋁箔層短路。當(dāng)荷電的鋰離子電池的正負(fù)極端子同時(shí)與鋁箔層短路且短路電流較大時(shí)電池將發(fā)熱、鼓脹，甚至起火。目前常用的辦法是將裸露的鋁箔層以及電極端子通過(guò)熱封邊的部分做絕緣處理。 處理的絕緣層不僅增加了電池生產(chǎn)工藝，而且絕緣涂層會(huì)占用鋰離子電池的尺寸空間，因而不利于鋰離子電池的體積能量密度的提升。另外，如此因電極端子與鋁箔層短路造成電池失效的案例也時(shí)有發(fā)生。(2)鋁塑復(fù)合膜在拉伸成型、熱封、彎折等動(dòng)作后，經(jīng)常會(huì)對(duì)熱封層的相應(yīng)部位造成損傷，導(dǎo)致相應(yīng)部位的離子絕緣能力下降。在此條件下，當(dāng)鋰離子電池的負(fù)極端子與鋁箔層間的電子絕緣不夠強(qiáng)時(shí)，即構(gòu)成了鋁箔層電化學(xué)腐蝕的必要條件。在正極與鋁箔層間電勢(shì)差的作用下，鋰離子將通過(guò)受損傷的熱封層插入鋁箔層，形成鋁鋰合金，造成鋁箔層的電化學(xué)腐蝕。當(dāng)鋁箔薄層被蝕穿后，其阻隔水汽和空氣的功能將完全喪失，從而導(dǎo)致鋰離子電池鼓脹或漏液等失效。盡管在工藝上采取了必要的阻止熱封層損傷和防止負(fù)極端子與鋁箔層間短路等措施，但都沒(méi)有從根本上解決鋁塑復(fù)合膜因電化學(xué)腐蝕而導(dǎo)致電池失效的問(wèn)題。(3)鋁塑復(fù)合膜中的鋁層在拉伸的邊角處、熱封邊彎折的角位處容易因金屬疲勞而破裂，從而失去其阻隔水汽和空氣的功能，導(dǎo)致鋰離子電池鼓脹或漏液等失效。另外傳統(tǒng)的軟包裝鋰離子電池的包裝膜均為不透明材料，密封在殼體內(nèi)的材料及殼體內(nèi)的環(huán)境無(wú)法通過(guò)目視或光學(xué)方法進(jìn)行原位觀察或測(cè)試分析。例如無(wú)法通過(guò)PH試紙檢測(cè)到傳統(tǒng)鋰離子電池芯內(nèi)部酸堿環(huán)境的變化，也無(wú)法通過(guò)光學(xué)或電子鏡顯微鏡對(duì)殼體內(nèi)的材料做原位分析。有鑒于此，確有必要提供一種抗電化學(xué)腐蝕、無(wú)需拉伸成型、殼體透明的軟包裝鋰離子電池
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗電化學(xué)腐蝕、無(wú)需拉伸成型、殼體透明的軟包裝鋰離子電池。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種軟包裝鋰離子電池，其包括被密封在復(fù)合包裝膜1內(nèi)的正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)以及與電極焊接并與復(fù)合包裝膜1粘著密封而引出的電極端子2 ；不同的是所述的復(fù)合包裝膜1包括內(nèi)層高分子薄膜1-1、無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜1-2、外層高分子薄膜1-3 ； 所述電極端子2的上、下、側(cè)面與內(nèi)層高分子薄膜1-1的接觸的部位包含可通過(guò)熱壓方法與復(fù)合包裝膜1、電極端子2粘著密封在一起的高分子樹(shù)脂層3。具體地，所述的內(nèi)層高分子薄膜1-1選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚氯乙烯、 聚乙烯、聚丙烯及其改性膜中的一種或多種。所述的外層高分子薄膜1-3選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚氯乙烯、聚乙烯、 聚丙烯及其改性膜中的一種或多種。所述的無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜1-2選自氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、蒙脫土的一元或多元高分子鍍膜。所述高分子樹(shù)脂層3為酸改性聚丙烯或聚乙烯；所述電極端子2為具有粗糙表面的金屬帶狀導(dǎo)電構(gòu)件。作為優(yōu)選，所述包裝膜1的厚度為20um-200um。進(jìn)一步地，所述的正極含有正極活性物質(zhì)，正極活性物質(zhì)選自鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸釩鋰中的一種或多種；所述的負(fù)極含有負(fù)極活性物質(zhì)，負(fù)極活性物質(zhì)選自人造石墨、天然石墨、中間相碳纖維球、中間相碳纖維、軟碳、 硬碳、鈦酸鋰中的一種或多種；所述的電解質(zhì)包括鋰鹽、非水溶劑和添加劑，其中，鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲基磺酸亞胺基鋰、雙草酸硼酸鋰、草酸雙氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二全氟烷基三氯磷酸鋰中的一種或多種；非水溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、 碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、丁內(nèi)酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一種或多種；添加劑選自SEI成膜添加齊U、防過(guò)充添加劑、阻燃添加劑、電解質(zhì)穩(wěn)定劑、提高電導(dǎo)率添加劑、抗氧化添加劑中的一種或多種。更具體地，所述無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜(1- 通過(guò)蒸鍍或涂鍍工藝制成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于無(wú)需拉伸成型，不僅具有較好的抗電化學(xué)腐蝕性，而且工藝簡(jiǎn)便、殼體透明美觀。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式

，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明軟包裝鋰離子電池。其中圖1為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明包裝膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明包裝膜、高分子樹(shù)脂層、電極端子密封結(jié)合處的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明軟包裝鋰離子電池作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1如圖1所示，以公知技術(shù)將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合制漿，涂布于鋁箔集流體上，烘干，壓片后裁切得到正極板；將人造石墨、導(dǎo)電劑、粘合劑混合制漿，涂布于銅箔集流體上，烘干，壓片后裁切得到正極板；在正、負(fù)極板上分別焊接具有粗糙表面的金屬帶狀電極端子2 ；以隔膜將正極板與負(fù)極板隔開(kāi)并卷繞制成電池芯；將該電池芯放置在尼龍膜層/ SiOx-PET蒸鍍膜層/PP膜層復(fù)合成的包裝膜1中，進(jìn)行包裹；如圖2所示，在電極端子2通過(guò)包裝膜1熱封邊的上、下兩面各放置一片酸改性PP高分子樹(shù)脂層3，然后將包裝膜1、電極端子2、高分子樹(shù)脂層3熱封結(jié)合，熱封溫度在120-250攝氏度之間；先將電池芯包裝成口袋型，然后將六氟磷酸鋰、碳酸乙烯酯、防過(guò)充添加劑、阻燃添加劑制成的液態(tài)電解質(zhì)注入口袋型包裝中；經(jīng)過(guò)化成處理后，將電池進(jìn)行最后一道熱封，制成軟包裝鋰離子電池。實(shí)施例2基本同實(shí)施例1，不同的是以鎳酸鋰代替鈷酸鋰；以PET膜層/蒙脫土 -PP涂鍍膜層/PP膜層復(fù)合成的包裝膜1代替尼龍膜層/SiOx-PET蒸鍍膜層/PP膜層復(fù)合成的包裝膜1 ；以中間相碳纖維球代替人造石墨；以酸改性PP代替酸改性PE，以四氟硼酸鋰、碳酸丙烯酯、SEI成膜添加劑、防過(guò)充添加劑、電解質(zhì)穩(wěn)定劑、提高電導(dǎo)率添加劑、抗氧化添加劑制成的凝膠電解質(zhì)代替六氟磷酸鋰、碳酸乙烯酯、防過(guò)充添加劑、阻燃添加劑制成的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例3基本同實(shí)施例1，不同的是以磷酸錳鋰-磷酸釩鋰代替鈷酸鋰；以PP-PE膜層/ MgOx-PVC蒸鍍膜層/PE膜層復(fù)合成的包裝膜1代替尼龍膜層/SiOx-PET蒸鍍膜層/PP膜層復(fù)合成的包裝膜1 ；以軟碳-鈦酸鋰代替人造石墨；以高氯酸鋰、乙酸乙酯、防過(guò)充添加劑、 電解質(zhì)穩(wěn)定劑、抗氧化添加劑制成的液態(tài)電解質(zhì)代替六氟磷酸鋰、碳酸乙烯酯、防過(guò)充添加劑、阻燃添加劑制成的液態(tài)電解質(zhì)。實(shí)施例4基本同實(shí)施例1，不同的是以磷酸亞鐵鋰代替鈷酸鋰；以PVC膜層/AWx-PE蒸鍍膜層/PET膜層復(fù)合成的包裝膜1代替尼龍膜層/SiOx-PET蒸鍍膜層/PP膜層復(fù)合成的包裝膜1 ；以天然石墨代替人造石墨；以二全氟烷基三氯磷酸鋰、丁內(nèi)酯、電解質(zhì)穩(wěn)定劑制成的液態(tài)電解質(zhì)代替六氟磷酸鋰、碳酸乙烯酯、防過(guò)充添加劑、阻燃添加劑制成的液態(tài)電解質(zhì)。對(duì)比例1僅將實(shí)施例1中的包裝膜(1)換成傳統(tǒng)的鋁塑復(fù)合包裝膜，用上述相同方法制成軟包裝鋰離子電池。對(duì)比例2僅將實(shí)施例1中的包裝膜(1)換成傳統(tǒng)的鋁塑復(fù)合包裝膜，用上述相同方法制成軟包裝鋰離子電池。取實(shí)施例1和實(shí)施例2制得的軟包裝鋰離子電池和對(duì)比例1、對(duì)比例2所制得的軟包裝鋰離子電池做對(duì)比測(cè)試。其中加速腐蝕試驗(yàn)的做法為將荷電的鋰離子電池的負(fù)極端子與包裝膜用金屬導(dǎo)線短接，模擬構(gòu)成電子通道，然后將上述電池放置在40-50°C并且相對(duì)濕度> 90%的環(huán)境下進(jìn)行存儲(chǔ)，定期檢測(cè)電池殼體是否發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。熱封邊彎折試驗(yàn)的做法為將熱封邊沿靠近電池的體的未封裝區(qū)往復(fù)折起-90°到90°的角度，統(tǒng)計(jì)其彎折軸處出現(xiàn)機(jī)械疲勞時(shí)的最少?gòu)澱鄞螖?shù)。高溫高濕和振動(dòng)_真空模擬均為檢測(cè)殼體密閉性，其中高溫高濕測(cè)試的環(huán)境溫度為65-75°C，環(huán)境相對(duì)濕度為85-95%;振動(dòng)-真空模擬測(cè)試的做法為先將電池通過(guò)正弦振動(dòng)，再將電池轉(zhuǎn)移到真空度< _90Kpa的環(huán)境中保持6小時(shí)以上，通過(guò)前后重量變化來(lái)判斷是否有漏液或漏氣情況的發(fā)生。表權(quán)利要求
1.一種軟包裝鋰離子電池，其包括被密封在復(fù)合包裝膜(1)內(nèi)的正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)以及與電極焊接并與復(fù)合包裝膜(1)粘著密封而引出的電極端子O)；其特征在于 所述的復(fù)合包裝膜(1)包括內(nèi)層高分子薄膜(1-1)、無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜(1-2)、外層高分子薄膜(1- ；所述電極端子O)的上、下、側(cè)面與內(nèi)層高分子薄膜(1-1)的接觸的部位包含可通過(guò)熱壓方法與復(fù)合包裝膜(1)、電極端子( 粘著密封在一起的高分子樹(shù)脂層 ⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述的內(nèi)層高分子薄膜(1-1)選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯及其改性膜中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述的外層高分子薄膜(1- 選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯及其改性膜中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述的無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜(1- 選自氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、蒙脫土的一元或多元高分子鍍膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述高分子樹(shù)脂層(3) 為酸改性聚丙烯或聚乙烯；所述電極端子O)為具有粗糙表面的金屬帶狀導(dǎo)電構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述包裝膜(1)的厚度為 20um-200um。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述的正極含有正極活性物質(zhì)，正極活性物質(zhì)選自鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、 磷酸釩鋰中的一種或多種；所述的負(fù)極含有負(fù)極活性物質(zhì)，負(fù)極活性物質(zhì)選自人造石墨、天然石墨、中間相碳纖維球、中間相碳纖維、軟碳、硬碳、鈦酸鋰中的一種或多種；所述的電解質(zhì)包括鋰鹽、非水溶劑和添加劑，其中，鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲基磺酸亞胺基鋰、雙草酸硼酸鋰、草酸雙氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二全氟烷基三氯磷酸鋰中的一種或多種；非水溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、丁內(nèi)酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一種或多種；添加劑選自SEI成膜添加劑、防過(guò)充添加劑、阻燃添加劑、電解質(zhì)穩(wěn)定劑、提高電導(dǎo)率添加劑、抗氧化添加劑中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜(1- 通過(guò)蒸鍍或涂鍍工藝制成。
全文摘要
一種軟包裝鋰離子電池，其包括被密封在包裝膜內(nèi)的正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)以及與電極焊接并與包裝膜粘著密封而引出的電極端子，包裝膜為內(nèi)、外層高分子薄膜和無(wú)機(jī)氧化物-高分子鍍膜的復(fù)合膜。電極端子的上、下側(cè)面與包裝膜內(nèi)層高分子薄膜的接觸部位間包含有高分子樹(shù)脂層，通過(guò)熱壓方法使包裝膜、高分子樹(shù)脂層、電極端子粘著密封。本發(fā)明軟包裝鋰離子電池相對(duì)傳統(tǒng)鋁塑膜軟包裝鋰離子電池具有如下優(yōu)點(diǎn)電極端子不會(huì)通過(guò)包裝膜而發(fā)生短路，電池不會(huì)因包裝膜的電化學(xué)腐蝕而鼓脹或漏液，包裝膜具有耐彎折、耐扭曲、透明及較好的微波通透性能。
文檔編號(hào)B32B27/32GK102324557SQ201110295
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者涂健, 胡海波 申請(qǐng)人:萬(wàn)海電源(煙臺(tái))有限公司