二次電池的鋁軟包膜，包括其的包裝材料、二次電池，及其制法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于二次電池的鋁軟包（pouch)膜及其制造方法，并且更具體 地，本發(fā)明涉及一種用于二次電池的鋁軟包膜的制造，其中，與用于二次電池的常規(guī)軟包膜 相比，盡管省去了常規(guī)制造方法中的鋁表面處理，但該鋁軟包膜仍保持絕緣性能和耐電解 質(zhì)性。
【背景技術(shù)】
[0002] 二次電池通常是指鋰二次電池，其用于便攜式終端設(shè)備，例如筆記本電腦、智能電 話、平板電腦和攝像機、包括混合動力車輛在內(nèi)的電動車輛，以及用于儲能的智能電網(wǎng)。對 小、輕、薄且可耐受包括極熱條件和機械撞擊在內(nèi)的各種環(huán)境條件的二次電池的深入研究 正在進行中。關(guān)于在這樣的鋰電池中使用的包裝材料，有利地使用具有多層結(jié)構(gòu)（例如， 內(nèi)樹脂層、鋁層和外樹脂層）的用于二次電池的軟包體，因為它與常規(guī)的罐類包裝材料不 同，可以根據(jù)電池的形狀自由地操作。通常可用的用于二次電池的軟包膜以配置為按序形 成內(nèi)樹脂層、鋁層以及外樹脂層的多層結(jié)構(gòu)的形式提供，其中，該內(nèi)樹脂層包括具有熱粘合 性從而用作密封劑的粘合劑層，包括聚烯烴，例如聚乙烯（PE)、饒鑄聚丙烯（cPP)或聚丙烯 (PP)，或它們的共聚物；該鋁層包括用作保持機械強度的基底和用作水分和氧氣阻擋層的 金屬箱層；該外樹脂層包括功能聚合物膜以保護電池單元免受外部撞擊，該功能聚合物膜 包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)樹脂、聚對萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、尼龍樹脂或液晶聚 合物（LCP)。
[0003] 軟包類二次電池是有利的，因為它的形狀是可變的，并且它可實現(xiàn)體積和質(zhì)量更 小但容量相同的二次電池。然而，與罐類不同，軟包類由于在各種加工過程的各種原因可能 被損壞，因為軟包體用作容器。例如，在將電極組件放置在軟包體中的過程中，軟包體中的 PP層或cPP層可能由于諸如電極接觸片或電極引線的凸起而產(chǎn)生裂縫，并且鋁層由于這樣 的裂縫而被暴露。在這種情況下，由于與電解質(zhì)的反應(yīng)性而可能發(fā)生副反應(yīng)。暴露于電解 質(zhì)下的鋁層可能導(dǎo)致與氧氣或水分以及滲透或擴散到電池中的電解質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)，由 此導(dǎo)致腐蝕和腐蝕性氣體的產(chǎn)生，不希望地導(dǎo)致使電池內(nèi)部膨脹的脹大問題。更具體地，諸 如氫氟酸（HF)的腐蝕性氣體可因1^?&與水和氧氣反應(yīng)而產(chǎn)生。這樣的氫氟酸可與鋁反 應(yīng)從而引起快速的放熱反應(yīng)，并且它通過二次反應(yīng)而被吸附到鋁表面，從而滲透到結(jié)構(gòu)中， 由此結(jié)構(gòu)的脆性增加，最終即使是小的撞擊也可能引起軟包膜產(chǎn)生裂縫。因此，由于電解質(zhì) 的泄漏可能引起鋰與空氣之間的反應(yīng)，從而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。為了防止由此產(chǎn)生的腐蝕性 氫氟酸和鋁之間的接觸，各種鋁表面改性技術(shù)正在研究中。
[0004] 如韓國專利申請公開10-2001-7010231中所公開，常規(guī)的鋁表面改性方法是已知 的鋁箱的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理的實例包括鉻酸鹽處理。具體地，有使用涂布 工藝或浸漬工藝的多種鉻酸鹽處理方法。這樣的鉻酸鹽處理使用主要由六價鉻組成的具有 良好功能的材料進行，但鉻是對于環(huán)境保護來講具有處置和去除問題的四種重金屬之一， 鉻連同Cd、Pb和Hg已被確定為是對人體和其它生物體有害的有毒環(huán)境污染物，并因此被視 為不希望的。為了符合對使用六價鉻的嚴(yán)格的全球規(guī)定，其制備、使用、處理及處置的成本 在不斷增長，因此，正在研究和開發(fā)其替代材料及工藝?；谘芯亢烷_發(fā)的結(jié)果，通常實施 與六價鉻相比對生命體相對安全的使用三價鉻的鉻酸鹽處理。然而，難以得到等同于六價 鉻的功能，而且，使用重金屬鉻的鉻酸鹽處理從環(huán)境的角度來看仍是不希望的。另外，由于 用于化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的試劑經(jīng)常導(dǎo)致涂布機的腐蝕，所以涂布機的使用是受限的，并且工作 環(huán)境可能變得更差。此外，為了增強上述試劑的粘合性，在制造過程中必須進行酸或堿浸漬 處理、脫脂和蝕刻，在電池包裝材料的制造中，不希望地產(chǎn)生高的加工成本并顯著降低加工 速率。因此，存在對能夠保持二次電池包裝材料的性能同時省去了鋁表面處理工藝的方法 的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明謹(jǐn)記上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種制造用于二次電池的鋁軟包 膜的方法，其中，在鋁軟包體制造過程中可以省去鋁表面處理，由此表現(xiàn)出環(huán)境友好性和經(jīng) 濟效益，而且，即使當(dāng)電池暴露于物理撞擊或化學(xué)撞擊或電應(yīng)力時，軟包體中粘合劑層的破 裂也可得到抑制，并且可顯示出優(yōu)異的成型性、絕緣性和耐電解質(zhì)性。
[0007] 技術(shù)方案
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于二次電池的鋁軟包膜，包括：鋁層；外 樹脂層，形成在所述鋁層的第一表面上；第一粘合劑層，用于使所述鋁層粘合至所述外樹脂 層；內(nèi)樹脂層，形成在所述鋁層的第二表面上；以及第二粘合劑層，用于使所述鋁層粘合至 所述內(nèi)樹脂層。
[0009] 此外，本發(fā)明提供一種制造用于二次電池的鋁軟包膜的方法，包括：a)制備鋁層； b)在所述鋁層的第一表面上形成外樹脂層；c)制備內(nèi)樹脂層；以及d)使所述內(nèi)樹脂層粘 合至所述鋁層的第二表面，其中，粘合所述內(nèi)樹脂層使用粘合劑來進行，所述粘合劑包括一 側(cè)用娃酸酯（silicate)基或磷酸酯（phosphate)基改性以形成鏈的末端的單體。
[0010] 此外，本發(fā)明提供一種制造用于二次電池的鋁軟包膜的方法，包括：a)制備鋁層； b)在所述鋁層的第一表面上形成外樹脂層；c)在所述鋁層的第二表面上形成共聚物層；以 及d)在所述共聚物層上形成內(nèi)樹脂層。
[0011] 此外，本發(fā)明提供一種包裝材料，包括上述鋁軟包膜。
[0012] 此外，本發(fā)明提供一種二次電池，包括上述鋁軟包膜。
[0013] 有益效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)用于二次電池的鋁軟包膜暴露于物理撞擊或化學(xué)撞擊或電應(yīng) 力時，也可抑制該軟包體中粘合劑層的破裂，由此防止脫層。而且，可防止鋁層和電解質(zhì)之 間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低由電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體而導(dǎo)致的高溫爆炸的風(fēng)險或電池內(nèi)的膨 脹。另外，通過施涂部分地含有特定單體（其單體組分被改性）的粘合劑，鋁箱可以被層壓 在該膜上而不進行化學(xué)表面處理，由此，可以省去在鋁軟包生產(chǎn)過程中需要很長時間的鋁 表面處理工藝，最終實現(xiàn)環(huán)境友好性和經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0015] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的用于二次電池的鋁軟包膜的結(jié)構(gòu)；
[0016] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的用于二次電池的鋁軟包膜的結(jié)構(gòu)；以及
[0017] 圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的機理。
【具體實施方式】
[0018] 下面將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細(xì)說明。
[0019] 如圖1中所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，用于二次電池的鋁軟包膜包括：錯層 3 ;外樹脂層1，形成在鋁層的第一表面上；第一粘合劑層2,用于粘合鋁層和外樹脂層；內(nèi)樹 脂層5,形成在鋁層的第二表面上；以及第二粘合劑層4,用于粘合鋁層和內(nèi)樹脂層。這樣， 借由粘合劑層的Si02S或磷酸酯基在鋁層和第二粘合劑層4之間形成強力的鍵合。
[0020] 如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式，用于二次電池的鋁軟包膜包括： 鋁層3 ;外樹脂層1，形成在鋁層的第一表面上；第一粘合劑層2,用于粘合鋁層和外樹脂層； 共聚物層4,形成在鋁層的第二表面上；內(nèi)樹脂層6,設(shè)置