一种二次电池用包装膜、包装袋、二次电池及电子装置制造方法及图纸

技术编号：40916248 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-18 14:43

本申请提供了一种二次电池用包装膜、包装袋、二次电池和电子装置，其中，二次电池用包装膜包括纤维层和热封层，纤维层设置于热封层沿自身厚度方向的任一表面上。将二次电池用包装膜制备成包装袋后应用于二次电池中，提高了二次电池的综合性能，例如，能量密度、循环性能、封装性能等。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电化学，特别是涉及一种二次电池用包装膜、包装袋、二次电池及电子装置。

技术介绍

1、二次电池如锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命及无记忆效应等优点，被广泛应用于智能手机、穿戴设备、消费级无人机以及电动汽车等领域。随着锂离子电池在上述领域的广泛应用，市场对锂离子电池的综合性能提出了越来越高的要求，例如，要求锂离子电池具有更高的能量密度，更好的跌落性能、循环性能和封装性能，更少的析锂现象等。

2、锂离子电池受到外力冲击，如跌落工况下，电极组件与包装袋之间容易发生相对位移，影响锂离子电池的跌落性能。现有技术常采用电极组件和包装袋之间贴双面热熔胶的方式来提升锂离子电池的跌落性能。但双面热熔胶的设置，一方面易导致锂离子电池出现顶封冲开，以及卷绕结构的电极组件外圈集流体(如铝箔)撕裂等问题，影响锂离子电池的跌落性能及封装性能；一方面使锂离子电池体积增大，易影响锂离子电池的能量密度。

3、而高能量密度的锂离子电池，为保证足够的电解液需求，常伴有锂离子电池主体或四角胀液的问题，影响锂离子电池的能量密度。并且，锂离子电池中电解液的副反应产物与正极极片或负极极片反应，易导致锂离子脱嵌锂路径受阻、出现析锂现象，影响锂离子电池的循环性能和析锂性能等。

4、鉴于此，开发一种综合性能较高的锂离子电池，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种二次电池用包装膜、包装袋、二次电池及电子装置，以提高二次电池的综合性能。

<p>2、需要说明的是，本申请的
技术实现思路
中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本申请，但是本申请的二次电池并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：

3、本申请第一方面提供了一种二次电池用包装膜，其包括纤维层和热封层，纤维层设置于热封层沿自身厚度方向的任一表面上。本申请二次电池用包装膜中设置的纤维层，能够存储二次电池中的电解液，缓解二次电池的胀液程度，降低二次电池的胀液系数，以及对二次电池注液后或化成过程中电解液产生的副产物(例如杂质气体或颗粒沉淀物质)进行吸附，降低副产物进入二次电池内部的风险，将二次电池用包装膜制备成包装袋应用于二次电池中，能够缓解二次电池的析锂现象，提高二次电池的能量密度、循环性能和析锂性能。同时，纤维层具有压缩性，将二次电池用包装膜制备的包装袋应用于二次电池中，二次电池受热压处理后，与电极组件相邻的纤维层受压区域厚度变薄，不与电极组件相邻的纤维层未受压区域保持原厚度，纤维层受压区域与纤维层未受压区域的交界处，纤维层未受压区域对电极组件形成包覆结构，当二次电池受到机械冲击时，该包覆结构可以起到限制电极组件在包装袋内部移动的作用，纤维层未受压区域也可以作为缓冲层，减轻二次电池的机械冲击力，降低包装袋被冲开的概率。这样，能够在不增加二次电池的体积的情况下，替代现有的双面热熔胶，限制了电极组件与包装袋的相对位移，从而提高了二次电池的能量密度、封装性能和跌落性能。由此，将二次电池用包装膜制备成包装袋后应用于二次电池中，提高了二次电池的综合性能，例如，能量密度、循环性能、封装性能等。

4、在本申请的一些实施方案中，纤维层的比表面积为2m2/g至55m2/g。将纤维层的比表面积调控在上述范围内，更利于提高二次电池的循环性能和析锂性能。

5、优选地，纤维层的比表面积为20m2/g至35m2/g。将纤维层的比表面积调控在上述优选范围内，二次电池的循环循环和析锂性能更优。

6、在本申请的一些实施方案中，纤维层中纤维的结构为柱状纤维，纤维层的孔隙率为p0％，20≤p0≤90；纤维层中纤维的直径为dμm，0.4≤d≤3；纤维层中纤维的层数为c层，4≤c≤15。将纤维层的孔隙率p0、纤维层中纤维的直径d和纤维层中纤维的层数c同时调控在上述范围内时，二次电池具有良好的综合性能，例如能量密度、循环性能、跌落性能、封装性能和析锂性能等。

7、优选地50≤p0≤70，1≤d≤3，10≤c≤15。将纤维层的孔隙率p0、纤维层中纤维的直径d和纤维层中纤维的层数c同时调控在上述优选范围内时，二次电池具有良好的综合性能(例如能量密度、循环性能、跌落性能、封装性能和析锂性能等)。进一步地，二次电池的能量密度、封装性能和跌落性能得以进一步提高。

8、优选地，20≤p0≤90，0.4≤d≤2，5≤c≤10。将纤维层的孔隙率p0、纤维层中纤维的直径d和纤维层中纤维的层数c同时调控在上述优选范围内时，二次电池具有良好的综合性能(例如能量密度、循环性能、跌落性能、封装性能和析锂性能等)。进一步地，二次电池的能量密度、封装性能和跌落性能得以进一步提高。

9、优选地，40≤p0≤60，0.4≤d≤1，5≤c≤10。将纤维层的孔隙率p0、纤维层中纤维的直径d和纤维层中纤维的层数c同时调控在上述优选范围内时，二次电池具有良好的综合性能(例如能量密度、循环性能、跌落性能、封装性能和析锂性能等)。进一步地，二次电池的性能稳定性，例如循环性能和析锂性能，得以进一步提升。

10、在本申请的一些实施方案中，纤维层的压缩率为y0％，12≤y0≤80。通过纤维层的孔隙率、纤维层中纤维的直径和层数三者的配合，使纤维层的压缩率调控在上述范围内，提高了二次电池的综合性能，例如，能量密度、循环性能、跌落性能、封装性能和析锂性能等。

11、在本申请的一些实施方案中，纤维层的初始厚度为t0μm，在温度为65℃至90℃、压力为0.3mpa至2.0mpa的条件下热压后，纤维层的最终厚度为t1μm，2≤t0－t1≤30，0＜t1≤30。将t0－t1的值和t1的值调控在上述范围内，二次电池的能量密度、封装性能和跌落性能得以进一步提高。

12、在本申请的一些实施方案中，纤维层和热封层的材料各自独立地选自聚乙烯、改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯或聚酰胺中的至少一种。纤维层和热封层选用上述材料时，具有合适的封装熔点，从而将二次电池用包装膜制备而成的包装袋应用于二次电池时，更利于提高二次电池的封装性能。

13、在本申请的一些实施方案中，纤维层和热封层的材料相同。纤维层和热封层的材料相同时，热封层和纤维层之间材料一致，产生异物的风险较小，从而将二次电池用包装膜制备而成的包装袋应用于二次电池时，更有利于二次电池的封装性能。

14、在本申请的一些实施方案中，二次电池用包装膜还包括金属层和保护层，纤维层、热封层、金属层和保护层依次层叠设置。在本申请的一些实施方案中，金属层为铝箔或钢箔。在本申请的一些实施方案中，保护层包括聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。

15、本申请第二方面提供了一种包装袋，其由本申请第一方面提供的二次电池用包装膜制备而成。因此，将包装袋应用于二次电池中，能够提高二次电池的综合性能，例如，能量密度、循环性能、跌落性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二次电池用包装膜，其包括纤维层和热封层，所述纤维层设置于所述热封层沿自身厚度方向的任一表面上。

2.根据权利要求1所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层的比表面积为2m2/g至55m2/g。

3.根据权利要求1所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层的比表面积为20m2/g至35m2/g。

4.根据权利要求1所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层中纤维的结构为柱状纤维，所述纤维层的孔隙率为p0％，20≤p0≤90；所述纤维层中纤维的直径为dμm，0.4≤d≤3；所述纤维层中纤维的层数为c层，4≤c≤15。

5.根据权利要求4所述的二次电池用包装膜，其中，50≤p0≤70，1≤d≤3，10≤c≤15。

6.根据权利要求4所述的二次电池用包装膜，其中，20≤p0≤90，0.4≤d≤2，4≤c≤10。

7.根据权利要求4所述的二次电池用包装膜，其中，40≤p0≤60，0.4≤d≤1，4≤c≤10。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层的压缩率为y0％，y0＝p0×c/√d/10，12≤y0≤80。

9.根据权利要求8所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层的初始厚度为T0μm，在温度为65℃至90℃、压力为0.3MPa至2.0MPa的条件下热压后，所述纤维层的最终厚度为T1μm，2≤T0－T1≤30，0＜T1≤30。

10.根据权利要求1所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层和所述热封层的材料各自独立地选自聚乙烯、改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物、乙烯-丙烯-1-丁烯聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯或聚酰胺中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的二次电池用包装膜，其中，所述纤维层和所述热封层的材料相同。

12.根据权利要求1所述的二次电池用包装膜，其中，所述包装膜还包括金属层和保护层，所述纤维层、所述热封层、所述金属层和所述保护层依次层叠设置；

13.一种包装袋，其由权利要求1至12中任一项所述的二次电池用包装膜制备而成。

14.一种二次电池，其包括电极组件和权利要求13所述的包装袋，所述电极组件容纳于所述包装袋中。

15.根据权利要求14所述的二次电池，其中，所述包装袋包括热封部和容纳部，将位于所述热封部的所述纤维层和所述热封层热封形成所述容纳部，所述电极组件置于所述容纳部中，所述电极组件与位于所述容纳部的所述纤维层相邻。

16.一种电子装置，其包括权利要求14或15所述的二次电池。

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【技术特征摘要】