一种锂电池绝缘封装膜及制备工艺和一种快充锂电池的制作方法

1.本发明涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种锂电池绝缘封装膜及制备工艺和一种快充锂电池。


背景技术：

2.当前锂电池的能量密度在没有新的突破性材料出现前，锂电池的单位能量密度很难大幅度提升，导致电池跟不上手机和新能源汽车迭代需求的速度，从而有了快速充电。
3.目前快速充电有效方法是通过提高电压，而单个电池的电压是电池正负极材料决定的，所以通过多个电芯的并联提高整体电压，达到快速充电。而现有技术软包电芯是通过多个用铝塑膜包裹的电芯叠放，导致每个电芯之间被较厚的多层铝塑膜占据，单层铝塑膜厚度为80μm左右，使电池单位体积的能量密度相对一个电芯会下降。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术中现有软包电芯内部多个电芯之间被多层较厚的铝塑膜占据，单位体积的能量密度相对下降的问题，本发明提供了一种锂电池绝缘封装膜，该绝缘封装膜厚度远低于铝塑膜厚度，用于每两相邻电芯之间，提高电池单位体积的能量密度。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种锂电池绝缘封装膜，其特征在于：所述绝缘封装膜用于快充锂电池内部多个叠加的电芯之间，起绝缘和粘接作用，包括由内到外依次复合的热封层、粘接层、绝缘层、粘接层和热封层，所述绝缘层采用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯中一种，厚度设为5-30μm，所述热封层采用聚丙烯或聚丙烯与聚乙烯的组合，厚度设为10-40μm，所述粘接层采用改性聚烯烃树脂。
6.作为本技术的进一步改进，所述热封层设为单层或多层结构。
7.作为本技术的进一步改进，所述热封层厚度设为20-40μm。
8.作为本技术的进一步改进，所述热封层材料熔点设为130-160℃，熔指设为6-7.8。
9.作为本技术的进一步改进，所述绝缘层厚度设为6-20μm。
10.本发明还提供了上述锂电池绝缘封装膜制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：1）将绝缘层基材卷装入干式复合机上第一基材位置，并将绝缘层基材发送至第一涂布区，在绝缘层基材一面涂布粘接层材料，烘干该粘接层；2）将热封层基材卷装入干式复合机上第二基材位置，与步骤1烘干的粘接层热贴合，得到绝缘层/粘接层/热封层半成品一；3）将步骤2）得到的半成品一发送至第二涂布区，在绝缘层基材另一面涂布粘接层材料，并烘干该粘接层；4）将另一热封层基材卷装入干式复合机上第三基材位置，与步骤3烘干的粘接层热贴合，得到热封层/粘接层/绝缘层/粘接层/热封层半成品二；5）将步骤4）得到半成品二放入烘箱熟化后取出，分切得到绝缘封装膜成品。
11.作为本工艺的进一步改进，所述步骤5）中熟化温度设为60℃，熟化时间设为4天。
12.作为本工艺的进一步改进，所述绝缘层基材卷为厚度在6-20μm的聚酰亚胺薄膜。
13.作为本工艺的进一步改进，所述热封层基材卷为厚度在20-40μm，熔点为148℃的90%聚丙烯和10%聚乙烯共混薄膜。
14.本发明还提供了一种快充锂电池，其特征在于：所述快充锂电池内设有多个电芯叠加，多个电芯之间均采用上述工艺制备的绝缘封装膜进行绝缘和粘接。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明绝缘封装膜结构简单，制作方便，厚度远低于铝朔膜，大大缩减了占用电池空间，提高了电池单位体积能量密度4.75-10%，从而提高了锂电池的快充速度；2、绝缘层采用聚酰亚胺，与热封层粘接性能好，需要195℃以上温度溶胶才可以；3、热封层通过在聚丙烯中加入聚乙烯，增加了流动性，在保证封装拉力情况下，使封装温度降低，可以提高下游电芯的封装效率。
附图说明
16.图1是本发明实施例绝缘封装膜结构示意图；图2是本发明实施例1至实施例3内有两块电芯叠加的快充锂电池结构示意图；图3是现有技术内有两块电芯叠加的快充锂电池结构示意图；图4是本发明实施例4至实施例7内有四块电芯叠加的快充锂电池结构示意图；图5是现有技术内有四块电芯叠加的快充锂电池结构示意图图中：1、电极，2、铝塑膜，3、电芯，4、绝缘封装膜，401、绝缘层，402、粘接层，403、热封层。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
18.如图1所示，本发明锂电池绝缘封装膜实施例制备工艺包括如下步骤：1）将绝缘层401基材卷装入干式复合机上第一基材位置，并将绝缘层401基材发送至第一涂布区，在绝缘层401基材一面涂布粘接层402材料，烘干该粘接层402；2）将热封层403基材卷装入干式复合机上第二基材位置，与步骤1烘干的粘接层402热贴合，得到绝缘层401/粘接层402/热封层403半成品一；3）将步骤2）得到的半成品一发送至第二涂布区，在绝缘层401基材另一面涂布粘接层402材料，并烘干该粘接层402；4）将另一热封层403基材卷装入干式复合机上第三基材位置，与步骤3烘干的粘接层402热贴合，得到热封层403/粘接层402/绝缘层401/粘接层402/热封层403半成品二；5）将步骤4）得到半成品二放入烘箱熟化，熟化温度60℃，熟化时间4天，取出，分切得到绝缘封装膜成品。
19.实施例1：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚酰亚胺薄膜，厚度为12μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403采用熔点为160℃的三层聚丙烯薄膜，厚度为25μm。
20.如图1、2所示，本实施例1组装的快充锂电池内设有两个电芯3叠加，绝缘封装膜厚
度为42μm，与现在技术（如图3）相比，本实施例1快充锂电池厚度减少了118μm，锂电池单位体积能量密度提高了5.9%。
21.实施例2：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，厚度为12μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403为三层聚丙烯薄膜，厚度为25μm，熔点为160℃。
22.如图1、2所示，本实施例2组装的快充锂电池内设有两个电芯3叠加，绝缘封装膜厚度为42μm，与现在技术（如图3）相比，本实施例2快充锂电池厚度减少了118μm，锂电池单位体积能量密度提高了5.9%。
23.实施例3：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为12μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403采用熔点为160℃的三层聚丙烯薄膜，厚度为25μm。
24.如图1、2所示，本实施例3组装的快充锂电池内设有两个电芯3叠加，绝缘封装膜厚度为42μm，与现在技术（如图3）相比，本实施例3快充锂电池厚度减少了118μm，锂电池单位体积能量密度提高了5.9%。
25.性能检测：对三种不同的绝缘层401材料的粘接性能检测。
26.表1 绝缘层401不同材质对层间粘接与封装温度情况由表1显示，在同一熔胶温度下，实施例1采用的绝缘层401材料聚酰亚胺与热封层粘接性能最好最优。
27.实施例4：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚酰亚胺薄膜，厚度为6μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403采用熔点为130℃的三层聚丙烯薄膜，厚度为20μm。
28.如图1、4所示，本实施例4组装的快充锂电池内设有四个电芯3叠加，绝缘封装膜厚度为31μm，与现在技术（如图5）相比，两相邻电芯3之间的厚度减少了129μm，快充锂电池厚度减少了387μm，锂电池单位体积能量密度提高了6.45%。
29.实施例5：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚酰亚胺薄膜，厚度为6μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403采用熔点为148℃的三层聚丙烯薄膜，厚度为20μm。
30.如图1、4所示，本实施例5组装的快充锂电池内设有四个电芯3叠加，绝缘封装膜厚度为31μm，与现在技术（如图5）相比，两相邻电芯之间的厚度减少了129μm，快充锂电池厚度减少了387μm，锂电池单位体积能量密度提高了6.45%。
31.实施例6：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚酰亚胺薄膜，厚度为6μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403采用熔点为160℃的三层聚丙烯薄膜，厚度为20μm。
32.如图1、4所示，本实施例6组装的快充锂电池内设有四个电芯3叠加，绝缘封装膜厚度为31μm，与现在技术（如图5）相比，两相邻电芯之间的厚度减少了129μm，快充锂电池厚度减少了387μm，锂电池单位体积能量密度提高了6.45%。
33.性能检测：对三种不同熔点热封层403材料的粘接性能检测。
34.表2 热封层403的不同熔点溶胶与剥离力情况
序号项目实施例1实施例4实施例5实施例61与铝塑膜热封溶胶温度℃（0.3mpa-3s）1951801861922与铝塑膜热封剥离力n/15mm65.23556.48462.51262.990
由表2显示，在选用不同熔点的热封层材料情况下，130℃熔点剥离力偏低，其他都在60以上，根据下游封装温度，实例5最优。
35.实施例7：一种锂电池绝缘封装膜：绝缘层401为聚酰亚胺薄膜，厚度为20μm；粘接层402为改性聚烯烃树脂，厚度为4-5μm；热封层403采用熔点为148℃的单层90%聚丙烯和10%聚乙烯共混薄膜，厚度为40μm。
36.如图1、4所示，本实施例7组装的快充锂电池内设有四个电芯3叠加，绝缘封装膜厚度为65μm，与现在技术（如图5）相比，两相邻电芯之间的厚度减少了95μm，快充锂电池厚度减少了387μm，锂电池单位体积能量密度提高了4.75%。
37.性能检测：对不同熔指热封层403材料的粘接性能检测。
38.表3 热封层403熔指对封装温度的影响序号项目实施例5实施例71热封层熔指230℃-2.16kg67.81与铝塑膜热封溶胶温度℃（0.3mpa-3s）1861812与铝塑膜热封剥离力n/15mm65.23564.862由表3显示，实施例7热封层403通过在聚丙烯中加入10%聚乙烯，增加了流动性，在保证封装拉力情况下，使封装温度降低，可以提高下游电芯的封装效率。
39.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。