電池電芯內包裝材料要求
電池電芯内包装技术是聚合物锂電池这一顶尖高新技术行业中的技术难题之一,到目前为止,国际上仍没有一家公司的该项目产品能够完全满足聚合物锂离子电池对该产品的综合技术要求。因此,聚合物锂電池电芯内包装成型材料不仅仅是聚合物锂离子电池的包装问题,而且是构成聚合物锂离子电池的一个不可缺少的重要组成部分。

一、聚合物锂離子電池要求軟包裝材料的阻隔性(如水分、氧氣)比普通鋁塑複合膜的阻隔性高10000倍,如此高的阻隔性,已經超出了儀器的檢測精度。
二、産品不能脫離包裝而存在,包裝的使用壽命與産品的庫存及使用壽命同期。包裝已成爲産品的一個不可缺少的重要組成部分,産品的壽命周期,實際上就是包裝逐漸失效的過程,沒有包裝,就沒有産品,或者說包裝失效,産品隨之報廢。
三、産品的使用過程(不斷地充放電過程),是一個動態的電化學反應過程,軟包裝材料本身要能有效抵制內部電解液對它的溶脹、溶解、滲透、吸收及電化學反應。
四、電池內的電解液是由多種有機溶劑和遇水分能迅速産生強腐蝕性氫氟酸的锂鹽存在。多種有機溶劑通常會溶脹,溶解、吸收軟包裝材料,尤其是它們是通用複合材料用膠粘劑的良好溶劑,會破壞複合層間粘結效果,改變電解液中各組份的濃度,進而影響電池的電性能。而強腐蝕性氫氟酸的存在,將嚴重腐蝕鋁箔,使內膜與鋁箔分離,進而把鋁箔腐蝕穿孔,從而破壞了整個包裝。
五、软包装材料内膜必须耐電池電芯周边毛刺的穿刺及高温和压力作用下热封时金属电极与软包装材料中铝箔的绝缘性。聚合物锂离子电池芯周边有铜网和铝网的毛刺,在抽真空收缩时,毛刺会猛刺内膜,可能会刺穿内膜直至铝箔,那么电芯内的氢氟酸将直通铝箔造成点状腐蚀,加速电化学腐蚀,改变电解液的组成,严重时将铝箔腐蚀穿而漏液,同时也会造成短路,导致电池报废。金属电极片厚度100u左右,在170℃左右的热封温度和3kg/cm2左右的压力下热封时,内膜中如果没有耐高温的绝缘层存在的话,金属电极常常被压到包装铝箔上,造成短路,使电池报废,成品率降低。
国内锂電池電芯内包装材料能达到的要求:
一、外觀:不允許有針孔、異物、粘連、塗層不均勻、複合導間分離及明顯損傷、氣泡、皺紋、髒物等缺陷。
二、厚度:複合膜總厚度150u以內(成型),120u以內(非成型)。
三、阻隔性:
1、水蒸汽透過量<10-4g/m2穌.1atm2、氧氣透過量<0.1cm3/m2穌.1atm四、冷沖壓成型性;
、冷沖壓深度爲3-8mm
2、不允許分層、破裂、針孔漏光3、形狀保持性,變形度a<50五、熱封強度:內膜被電解液浸泡滲透到三封口(在大約12天)時,封口強度>40u/15mm。
六、水泡性能:成品電池放在常溫水沖浸泡二十天封口嚴密,不産生鼓氣現
七、電絕緣性:熱封極片電阻率>1×107s2.m-1;電極與複合膜鋁箔間的電阻率
八、內膜耐穿刺性能:內膜能經受電芯周邊毛刺穿刺及熱封時金屬電極不與膜中間AL箔短路。
成品點狀腐蝕率和短路率<1%0。
九、耐電解液穩定性:電解液會溶脹、溶解吸收內層複合膜,特別是膜層間膠粘劑或粘結樹脂,其中産生的HF會腐蝕複合膜中間的AL箔,造成AL箔與內膜的分離,從而産生漏液或氣脹,使電池報廢。三封口時,AL箔以內各層間剝離強度>2.5N/15mm,從而保證封口的嚴密牢固性。
十、電性能:電性能指標正在進一步的摸索探討之中,生産廠家暫時保密,不願詳細透露。電性能的實質是包裝膜對電池充放率的影響,這種影響包括電絕緣性,對電解液組分平衡性影響,複合膜特別是AL箔以內膜被電解液浸泡後的電絕緣性等等。
十一、其它:膜的厚度偏差、尺寸偏差、熱封耐折剝離、原膜層間初始剝離強度,斷裂強度(>100N)、斷裂伸長率(>35%)等。
總之:該膜所要求的指標很多,其中最重要的指標也是與普通複合膜不同的地方是①極高的阻隔性;②良好的冷沖壓成型性;③耐穿刺性;④耐電解液穩定性;⑤電性能(包括絕緣性)。
上一篇: 無機固體電解質有哪些?
下一篇: 磷酸鐵锂是什麽?