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聚合物锂离子电池对软包装材料的要求

聚合物锂离子电池

聚合物锂离子电池所用的软包装材料铝塑复合膜,一般的要求如下:

(1)具有极高的阻隔性

水蒸气的透过率应小于1×10-4?~1×106g/m2

d1atm;氧气的透过率应小于1×10-1~1×10-3g/m2

d1atm;这个要求比普通铝塑复合材料的阻隔性高10000倍左右。

可见,一般软包装材料的铝箔厚度要大于30um才能避免水蒸气的缓慢渗透。所以普通复合材料很难达到要求,一般需要采用较厚的铝箔,且需采用3~7层的复合结构,综合应用各种复合方法。软包装材料的结构一般有以下3种:

a:ONLY/AL/CPP;b:PET/ONLY/AL/CPP;c:PET/AL/PET/EMAA

a、b两种结构比较适合于成型包装方式。c结构仅适合于一般的包装方式。

(2)具有良好的热封性能

聚合物锂离子电池对高温比较敏感,一般使用温度低于60℃,这样要求软包装材料在热封强度满足要求的基础上,热封温度越低越好,一般而言,热封强度不能小于35N/15mm,热封温度不能高于150℃,若采用更高的温度时,必须采用降温措施。热封时间一般不要超过3s,以防止热辐射和热传导对电芯起破坏作用。

(3)内层材料不与电解液反应软包装材料的内层材料既不能被电解液所溶解,又不能被电解液溶胀。若内层材料被电解液溶解,所溶解的成份将发生化学反应而产生气体;若内层材料被电解液溶胀,将改变电解液的浓度或成份比例而影响电芯的性能。

聚合物所用的电解液是由多种脂组成的有机电解液,其中的电解质锂盐在存在水分的情况下会分解成酸性极强的氢氟酸。这就需要内层材料与铝箔的粘结层不受电解液和电解液所产生的氢氟酸的影响,以避免内层材料与铝箔剥离脱层而影响包装材料的阻隔性。现在好多日本的厂家所生产的软包装材料的内层材料与铝箔的复合层就采用一种耐电解液和氢氟酸的特殊的粘结剂,以避免材料被电解液浸泡后剥离脱层,铝箔与内层材料剥离强度的大小直接影响到电池的密封性能。

(4)具有良好的延展性、柔韧性和机械强度聚合物锂离子电池的生产过程,对包装材料的柔韧性提出了较高的要求,现应用较广泛的冷压成型包装方式对包装材料的延展性也提出了较高的要求。使用过程中的安全性保障对软包装材料的机械强度也提出了较高的要求。

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