聚合物鋰離子電池對(duì)軟包裝材料的要求
聚合物鋰電池所用的軟包裝材料鋁塑復(fù)合膜,一般的要求如下:
(1)具有極高的阻隔性
水蒸氣的透過(guò)率應(yīng)小于1×10-4 ~1×10–6g/m2
d1atm;氧氣的透過(guò)率應(yīng)小于1×10-1~1×10-3g/m2
d1atm;這個(gè)要求比普通鋁塑復(fù)合材料的阻隔性高10000倍左右。
可見,一般軟包裝材料的鋁箔厚度要大于30um才能避免水蒸氣的緩慢滲透。所以普通復(fù)合材料很難達(dá)到要求,一般需要采用較厚的鋁箔,且需采用3~7層的復(fù)合結(jié)構(gòu),綜合應(yīng)用各種復(fù)合方法。軟包裝材料的結(jié)構(gòu)一般有以下3種:
a:ONLY/AL/CPP;b:PET/ONLY/AL/CPP;c:PET/AL/PET/EMAA
a、b兩種結(jié)構(gòu)比較適合于成型包裝方式。c結(jié)構(gòu)僅適合于一般的包裝方式。
(2)具有良好的熱封性能
聚合物鋰離子電池對(duì)高溫比較敏感,一般使用溫度低于60℃,這樣要求軟包裝材料在熱封強(qiáng)度滿足要求的基礎(chǔ)上,熱封溫度越低越好,一般而言,熱封強(qiáng)度不能小于35N/15mm,熱封溫度不能高于150℃,若采用更高的溫度時(shí),必須采用降溫措施。熱封時(shí)間一般不要超過(guò)3s,以防止熱輻射和熱傳導(dǎo)對(duì)電芯起破壞作用。
(3)內(nèi)層材料不與電解液反應(yīng)軟包裝材料的內(nèi)層材料既不能被電解液所溶解,又不能被電解液溶脹。若內(nèi)層材料被電解液溶解,所溶解的成份將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氣體;若內(nèi)層材料被電解液溶脹,將改變電解液的濃度或成份比例而影響電芯的性能。
聚合物所用的電解液是由多種脂組成的有機(jī)電解液,其中的電解質(zhì)鋰鹽在存在水分的情況下會(huì)分解成酸性極強(qiáng)的氫氟酸。這就需要內(nèi)層材料與鋁箔的粘結(jié)層不受電解液和電解液所產(chǎn)生的氫氟酸的影響,以避免內(nèi)層材料與鋁箔剝離脫層而影響包裝材料的阻隔性?,F(xiàn)在好多日本的廠家所生產(chǎn)的軟包裝材料的內(nèi)層材料與鋁箔的復(fù)合層就采用一種耐電解液和氫氟酸的特殊的粘結(jié)劑,以避免材料被電解液浸泡后剝離脫層,鋁箔與內(nèi)層材料剝離強(qiáng)度的大小直接影響到電池的密封性能。
(4)具有良好的延展性、柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度聚合物鋰離子電池的生產(chǎn)過(guò)程,對(duì)包裝材料的柔韌性提出了較高的要求,現(xiàn)應(yīng)用較廣泛的冷壓成型包裝方式對(duì)包裝材料的延展性也提出了較高的要求。使用過(guò)程中的安全性保障對(duì)軟包裝材料的機(jī)械強(qiáng)度也提出了較高的要求。
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