复合箔材、电池包装壳以及电池的制作方法

1.本技术涉及电池能源领域，具体涉及复合箔材、电池包装壳以及电池。


背景技术：

2.传统的电池非常容易发生破损，电池一旦破损，不仅会造成经济的损伤，且电池内部的反应溶液很有可能外漏，污染环境，甚至造成尖角短路，引起电池冒烟、起火甚至爆炸，非常危险。
3.亟需提出一种新的电池包装箔材来降低电池发生破损的几率。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种复合箔材、电池包装壳以及电池，能够降低电池发生破损的几率。
5.本技术提供的一种复合箔材，包括：基材；第一箔层和第二箔层，分别分布于所述基材的第一表面的不同区域，所述第一箔层的硬度大于所述第二箔层的硬度，且所述第一箔层和第二箔层的硬度值差值大于等于hb300。
6.通过设置具有不同硬度的第一箔层和第二箔层，使得所述复合箔材在不同区域具有不同的强度，可根据需要设置所述第一箔层和第二箔层的具体材料，如所述第二箔层取材为铝膜，这时，第一箔层的硬度至少大于铝膜。
7.所述第一箔层和第二箔层之间设置有第一材料层，所述第一材料层包括聚丙烯层、聚乙烯层以及尼龙层中的至少一种。所述聚丙烯层、聚乙烯层以及尼龙层都具有较佳的吸收性能，能够吸收振动、所述第一箔层与第二箔层之间的应力等，起到缓冲的作用，进一步优化所述复合箔材的性能。
8.所述第一箔层包括不锈钢层、钛合金层、铝合金层中的至少一种，所述第二箔层包括铝层，所述基材包括聚丙烯层。使用这些材料层作为所述第一箔层和第二箔层，能够有效的提高复合箔材对硬度的要求，并且，所述复合箔材依旧可以发生形变，便于包裹到物体表面，起到对物体的保护作用。
9.所述不锈钢层的厚度范围为0.04mm
‑
0.150mm，所述铝层的厚度范围为0.05mm
‑
0.180mm。这个厚度范围下，所述复合箔材可以起到较佳的保护作用。实际上，也可根据需要设置所述不锈钢层以及所述铝层的厚度分布
10.所述复合箔材还包括：第二材料层，所述第二材料层至少位于所述第一箔层和所述基材之间，以及至少位于所述第二箔层和所述基材之间，且所述第二材料层的粘度大于第一预设值。使用所述第二材料层，可以将所述第一箔层以及所述第二箔层很好的粘接到所述基材表面，防止所述第一箔层以及所述第二箔层相对于所述基材发生位移。
11.并且，所述第二材料层可以仅仅位于所述第一箔层和所述基材之间，以及所述第二箔层和所述基材之间，在满足粘接要求的基础上，也减少了第二材料层的使用量，起到了节能环保的作用。
12.所述第二材料层的材料包括聚丙烯酸化材料以及胶水中的至少一种。实际上，在所述基材的材料为所述聚丙烯材料时，无需额外配置所述聚丙烯酸化材料，而是可以直接对所述基材进行酸化处理，起到粘接的作用，简化制备所述复合箔材所需的工序。
13.由于第二箔层的硬度小于第二箔层的硬度，因此，需要通过第三材料层对所述第二箔层进行额外的保护。所述第三材料层形成在所述第二箔层的第一表面，所述第三材料层的材料包括尼龙材料或树脂材料中的至少一种。实际上，也可根据需要选用其他具有耐性的材料，如聚乙烯材料等。
14.所述第一箔层的厚度大于所述第二箔层的厚度，所述第三材料层的第一表面与所述第一箔层的第一表面齐平，因此所述复合箔材的第一表面平整，便于所述复合箔材的存储堆放。
15.所述基材的第一表面分布有多个第一箔层以及多个第二箔层，以满足所述复合箔材裹覆到物体表面时，对物体的不同区域进行分别的保护的需求。
16.本技术提供的一种电池包装壳，包括：壳体，由所述的复合箔材制备，且所述复合箔材的基材的第二表面朝向所述壳体内侧。
17.所述第一箔层和第二箔层之间设置有第一材料层，所述第一材料层包括聚丙烯层、聚乙烯层以及尼龙层中的至少一种。
18.所述复合箔材的第一箔层所在区域至少对应至所述壳体的顶面和底面，当电芯装配到所述电池包装壳内时，所述第一箔层可以有效保护所述电芯的顶面和底面。所述复合箔材的第二箔层所在区域至少对应至所述壳体的侧壁，有效降低所述电池包装壳的重量，并且满足电池包装壳各个面之间弯折、锻压变形的需求。
19.本技术提供的一种电池，包括所述的电池包装壳以及电芯，所述电芯设置于所述壳体内。
20.所述电芯的第一表面与所述壳体内表面一预设区域相对，且所述预设区域涂覆有涂层，所述涂层的材料包括热熔胶，所述涂层的粘度大于第二预设值。通过设置所述预设区域，使得所述电池可以相对于所述壳体内表面的预设区域无滑移，有效保证所述电芯的第一表面。
21.所述预设区域至少包括与所述第一箔层所在区域相对的第一部分，且所述第一部分的面积大于等于所述电芯的第一表面的面积，因此，所述第一箔层所在区域可以完全保护所述电芯的第一表面，起到更佳的保护作用。
22.本技术的复合箔材、电池包装壳以及电池使用硬度差值至少为hb300的第一箔层和第二箔层，因此第一箔层的最小硬度为hb300，可以有效提高复合箔材、电池包装壳以及电池的硬度，降低电池发生破损的几率，并且，由于第二箔层的硬度较低，也可以简化加工所述复合箔材时，所述复合箔材被冲击、挤压至发生形变的加工难度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是第一实施例的复合箔材的结构示意图；
25.图2是第二实施例的复合箔材的结构示意图；
26.图3是第三实施例的复合箔材的结构示意图；
27.图4是一实施例中所述电池包装壳的结构示意图；
28.图5是一实施例中所述电池的结构示意图。
具体实施方式
29.发明人研究发现，现有技术中电池容易发生破损的原因在于，电池通常采用铝膜作为包装外壳，铝膜的硬度较低，很容易在外力的作用下划伤，导致电池破损。
30.并且，由于电池在使用的过程中会产热产气，由于铝膜的硬度较低，容易发生形变，因此，电池很容易在使用的过程中产生鼓包，引发尖角短路，造成电池冒烟、起火甚至发生爆炸。
31.经发明人研究还发现，若使用单一的钢箔材料等具有较高硬度的材料来制备电池包装壳，虽然能够克服铝膜硬度较低的缺点，但由于这些材料的较高硬度，导致在生产电池包装壳时，具有很高的加工难度，产量低，成本高，非常不适用于大规模的工业生产。
32.发明人为了克服上述问题，提出了一种复合箔材、电池包装壳以及电池。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例以及相应的附图，对复合箔材、电池包装壳以及电池进行进一步的说明。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，并非全部，基于本技术的实施例，在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
33.请参阅图1，为第一实施例中复合箔材的结构示意图。
34.在该第一实施例中，所述复合箔材100包括：基材101；第一箔层102和第二箔层103，分别分布于所述基材101的第一表面1011的不同区域。所述第一箔层102的硬度大于所述第二箔层103的硬度，且所述第一箔层102和第二箔层103的硬度值差值大于等于hb300。
35.由于所述第一箔层102和第二箔层103的硬度值差值大于等于hb300，因此所述第一箔层102的硬度大于等于hb300，相较于现有技术中常用的铝膜(硬度范围为hb50至hb60)，在硬度上具有较大的差别，因此，在使用该复合箔材100制备电池包装壳400时，可以起到更强的保护作用，降低电池破损的几率。
36.并且，由于还具有第二箔层103，硬度较小，因此可通过规划所述第二箔层103的具体分布区域，来减小加工所述复合箔材100的难度。
37.在该第一实施例中，所述基材101包括聚丙烯层。聚丙烯材料具有以下特点：无色、无臭、无毒，且具有热塑性，并且其耐化学性能、耐热性能、耐磨性能以及电绝缘性能良好。使用所述聚丙烯材料作为所述基材101，可以满足复合箔材100应用时的形变要求。
38.在该第一实施例中，所述第一箔层102为不锈钢层，不锈钢层具有较高的硬度，能够防止电池在跌落时电池包装壳400发生破损，并且也具有耐腐蚀等特点，能够延长电池的使用寿命。
39.所述不锈钢层的厚度范围为0.04mm
‑
0.150mm。此时，所述复合箔材100制备的电池包装壳400的第一箔层102分布区域对电芯501具有较佳的保护作用，并且由于厚度适中，也不会造成该电池包装壳400的重量过大。
40.实际上，也可根据需要选择其他具有较高硬度的材料作为所述第一箔层102，如不锈钢层、钛合金层、铝合金层等。在一些其他的实施例中，所述第一箔层102包括不锈钢层、钛合金层、铝合金层中的任意一种，也可以是这些材料层中的若干种在垂直所述基材101的第一表面1011的方向上的依次堆叠。
41.所述第二箔层103包括铝层，铝层具有一定的柔软度，并且适应于需要变形的情况。并且，铝层具有密度低、塑性高、延展性好、耐腐蚀、易回收、易表面处理等特点，在使用所述复合箔材100时，该铝层可以跟随所述基材101发生形变、延展，便于裹覆到电芯501等物体表面，对这些物体起到一定的保护作用。
42.铝层的厚度范围为0.05mm
‑
0.180mm，此时，所述复合箔材100制备的电池包装壳400在第二箔层103分布区域也可以起到对电芯501的较佳保护作用。实际上，也可根据需要设置所述不锈钢层以及所述铝层的厚度分布。
43.铝层的硬度范围为hb62至hb150，不锈钢层的硬度范围为hb600至hb660，两者的硬度值差值至少为hb450，大于等于所述复合箔材100所要求的第一箔层102和第二箔层103之间的硬度差值，符合所述复合箔材100对第一箔层102和第二箔层103的硬度需求。
44.所述铝层和不锈钢层的混用，有助于控制所述复合箔材100的制备价格，以及在保证复合箔材100的强度的同时，减小所述复合箔材100的加工难度。
45.所述第一箔层102和第二箔层103分布在所述基材101的第一表面1011的不同区域，因此，可根据需要设置所述第一箔层102和第二箔层103的具体分布区域和分布数量，当所述复合箔材100用于裹覆到不同形状的物体上时，可以根据所述物体的形状特点选取所需的复合箔材100。
46.例如，在使用所述复合箔材100保护三角锥形物体时，由于该三角锥形物体的四个顶角在该三角锥形物体跌落地面时，非常容易受到冲击、发生破损，因此该三角锥形物体的顶角处需要额外的重点保护。在选择复合箔材100裹覆到该三角锥形物体表面时，该复合箔材100的至少四个区域分布有所述第一箔层102，并且，存在四个分布有所述第一箔层102的区域覆盖在该三角锥形物体的四个顶角处，以起到更优的保护作用。
47.在该第一实施例中，所述第一箔层102和第二箔层103之间设置有第一材料层104，所述第一材料层104包括聚丙烯层、聚乙烯层以及尼龙层中的至少一种，这些材料层都具有较佳的吸收性能，能够吸收冲击所产生的能量,对冲击能量和震动具有相应的吸收性，并且对所述第一箔层102与第二箔层103之间的应力也能起到一定的缓冲的作用，可以进一步优化所述复合箔材100的性能。
48.实际上，所述第一箔层102和第二箔层103也可以直接邻接设置，这可以降低所述复合箔材100的结构复杂程度，此处可以参阅图2，为第二实施例中所述复合箔材100的结构示意图。
49.在一些其他的实施例中，所述第一箔层102以及第二箔层103间虽然有缝隙，但并不填充所述第一材料层104，此处可以参阅图3，为第三实施例中所述复合箔材100的结构示意图。这可以在降低所述复合箔材100的结构复杂程度的同时，减轻所述复合箔材100的自重，以便拓宽复合箔材100的应用场景范围。
50.所述复合箔材100还包括：第二材料层106，用于将所述第一箔层102和第二箔层103装配到所述基材101表面，且所述第二材料层106的粘度大于第一预设值。使用所述第二
材料层106，可以将所述第一箔层102以及所述第二箔层103很好的粘接到所述基材101表面，防止所述第一箔层102以及所述第二箔层103相对于所述基材101发生位移。
51.在图1所示的第一实施例中，所述第二材料层106位于所述基材101的第一表面1011，以粘附所述第一箔层102和第二箔层103。在第一实施例中，所述第一箔层102和第二箔层103之间形成有第一材料层104，所述第一材料层104也通过所述第二材料层106粘附到的所述基材101的第一表面。
52.实际上，也可根据需要设置所述第二材料层106。在所述第一箔层102与第二箔层103间存在缝隙时，所述第二材料层106至少位于所述第一箔层102和所述基材101之间，以及至少位于所述第二箔层103和所述基材101之间。
53.在图3所示的第三实施例中，所述第二材料层106仅仅位于所述第一箔层102和所述基材101之间，以及所述第二箔层103和所述基材101之间时，满足了粘接要求，也减少了第二材料层106的使用量，具有降低制备成本、节能环保的优点。
54.所述第二材料层106的材料包括聚丙烯酸化材料以及胶水中的至少一种。在所述基材101的材料为所述聚丙烯材料时，可以直接对所述基材101进行酸化处理，获得聚丙烯酸化材料，而无需额外配置所述聚丙烯酸化材料，这能够有效简化制备所述复合箔材100所需的工序。
55.在图1所示的第一实施例中，由聚丙烯酸化材料形成所述第二材料层106，且所述聚丙烯酸化材料形成的第二材料层106的厚度范围为10um
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30um。
56.在一些实施例中，由胶水形成所述第二材料层106，胶水的重量为2至3g/m2。
57.由于第二箔层103的硬度小于第二箔层103的硬度，因此，该实施例中还设置第三材料层105来保护所述第二箔层103。所述第三材料层105形成在所述第二箔层103的第一表面，所述第二箔层103的第一表面与所述第二箔层103和基材101的粘接面相对。所述第三材料层105具有较高的耐性，包括耐腐蚀性、耐磨等，以防止在使用所述复合箔材100时所述第二箔层103被磨损。
58.在一些实施例中，所述第三材料层105的材料包括尼龙材料或树脂材料中的至少一种。实际上，也可根据需要选用其他具有耐性的材料，如聚乙烯材料等。
59.在一些其他的实施例中，所述第三材料层105也可以覆盖到所述第一箔层102的第一表面，起到对所述第一箔层102和第二箔层103的同时的保护作用。
60.所述第三材料层105通过胶水等粘接到所述第一箔层102和第二箔层103的表面。
61.在该实施例中，所述第一箔层102的厚度大于所述第二箔层103的厚度，此时，所述复合箔层的第一箔层102分布区域能够提供足够的保护强度，同时还可以减少第二箔层103的制备材料用量。
62.为了让所述复合箔材100的第一表面平整，所述第三材料层105的第一表面与所述第一箔层102的第一表面齐平，所述第一箔层102和第二箔层103间的第一材料层104的第一表面也与所述第一箔层102的第一表面齐平。所述复合箔材100的第一表面平整，便于所述复合箔材100的存储堆放。
63.实际上，参看图2、3，所述第一箔层102的厚度也能够与所述第二箔层103的厚度相等，并不以所述第一箔层102的厚度大于第二箔层103的厚度为限。
64.在所述第一箔层102的厚度与所述第二箔层103的厚度相等时，在要形成所述第三
材料层105时，可以将所述第三材料层105同时覆盖到所述第一箔层102和第二箔层103表面，既保持所述复合箔材100的第一表面的平整，同时也能够实现对第一箔层102和第二箔层103都起到表面保护作用。
65.本技术的实施例中还包括一种电池包装壳400。
66.请参阅图4，为一实施例中所述电池包装壳400的结构示意图，在该实施例中，用到的复合箔材100的结构如图2所示。
67.在图4所示的实施例中，所述电池包装壳400包括：壳体401，由所述的复合箔材100(请参阅图2)制备，且所述复合箔材100的基材101的第二表面朝向所述壳体401内侧，所述复合箔材100的基材101的第二表面与所述复合箔材100的基材101的第一表面1011(请参阅图2)相对。
68.所述第一箔层102(请参阅图2)和第二箔层103(请参阅图2)之间设置有第一材料层104，所述第一材料层104包括聚丙烯层、聚乙烯层以及尼龙层中的至少一种，用作缓冲作用，既能够实现对外界冲击的缓冲，也能够实现对所述第一箔层102与第二箔层103之间的应力的缓冲，以进一步优化所述复合箔材100的性能。
69.所述复合箔材100的第一箔层102所在区域至少对应至所述壳体401的顶面和底面。这是因为，电芯501的底部和顶部通常设置有电极等结构，这些结构一旦被破坏、发生毁损，将会导致所述电池的直接毁损，因此，电芯501的底部和顶部对所述电池包装壳400的防护强度的要求更高。当将电芯501装配到所述电池包装壳400内时，所述第一箔层102可以有效保护所述电芯501的底部和顶部。
70.为了降低所述电池包装壳400的整体质量，且为了满足所述复合箔材100形成所述电池包装壳400时接受冲击锻造、弯折变形的需求，而所述复合箔材100在形成所述壳体401时，至少需要发生五次弯折，因此将所述复合箔材100的第二箔层103所在区域对应至所述壳体401的侧壁，所述第二箔层103的硬度小于所述第一箔层102的硬度，可以满足接受冲击、发生形变的要求，降低制备所述电池包装壳400的难度。
71.在图4所示的实施例中，由于所述壳体401顶面和底面的边缘区域需要接收冲击、发生弯折以形成所述壳体401，因此，复合箔材100的第二箔层103还对应分布至所述壳体401顶面和底面的边缘区域，以满足所述复合箔材100接受冲击、发生形变的要求。
72.本技术的实用新型中还包括一种电池。
73.请参阅图5，为一实施例中所述电池的结构示意图，在该实施例中，用到的电池包装壳400的结构如图4所示。
74.在图5所示的实施例中，所述电池500包括所述的电池包装壳400(请参阅图4)以及电芯501，所述电芯501设置于所述壳体401内。
75.所述电芯501指含有正、负极的电化学电芯501，是电池中的蓄电部分，在配备了保护电路和电池包装壳400后，可以直接作为电池使用。
76.所述电芯501的第一表面与所述壳体401内表面一预设区域502相对，在将所述电芯501装配到所述壳体401内时，所述第一表面与所述预设区域502相接触。所述预设区域502涂覆有涂层，所述涂层的材料包括热熔胶，所述涂层的粘度大于第二预设值，能够将所述电芯501粘附到所述预设区域502表面，防止所述电芯501相较于所述预设区域502发生滑移，从而防止所述电芯501在所述壳体401内相较于所述壳体401发生滑移、碰撞，造成所述
电芯501以及壳体401的破损。
77.所述预设区域502至少包括与所述第一箔层102所在区域相对的第一部分，所述第一部分并未在图5中示出，且所述第一部分的面积大于等于所述电芯501的第一表面的面积。
78.当所述电芯501装配到所述壳体401内时，所述电芯501的第一表面完全与所述预设区域502的第一部分相接触，所述第一部分在所述电芯501的第一表面上的投影覆盖所述电芯501的第一表面，因此，所述电芯501的第一表面可以被所述第一箔层102完全保护起来，从而获取到更佳的保护作用，降低所述电池发生毁损的可能性。
79.本技术的复合箔材100、电池包装壳400以及电池使用具有不同硬度的第一箔层102和第二箔层103，可以根据需要配置所述第一箔层102和第二箔层103的具体硬度，提高电池包装壳400的硬度，从而减小电池包装壳400的强度，降低电池发生破损的几率，简单方便。
80.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。