[发明专利]一种电芯封装铝塑膜及其制备方法和电池

说明书

本发明涉及一种电芯封装铝塑膜，其包括铝塑膜和涂覆于铝塑膜的第一面和/或第二面的涂层，其中涂层是由具有双相变点的相变材料制成。本发明的电芯封装铝塑膜具有高温相变和低温相变两个相变温度区段的相变特性，相对于涂覆单相变点材料的铝塑膜，本发明具有更灵敏的高温和低温双调节能力，使电芯的表面温域范围显著减小，以保护电芯使其正常工作。本发明还包括制备前述电芯封装铝塑膜的方法以及具有电芯封装铝塑膜的电池。

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，尤其涉及可调控电池使用中实际温度的一种电芯封装铝塑膜、制备方法及电池。

背景技术

由于石化能源的匮乏及环境保护的需求，我国大力提倡新能源汽车的发展，目前中国已是新能源汽车产销大国。而新能源汽车在气温较高和较低时存在续航里程和安全性差的问题，改善这一问题的关键在于提高动力电池的温度性能。在高温下，电池内部材料结构会遭到破坏，导致性能衰减和安全隐患；在低温下，电池内部离子传导速率变慢，使电池性能不能充分发挥。为了解决这些问题，缩短电池使用中的实际温域，使电池保持在合适的温度范围内是解决问题的关键。

在改善电池的温度性能方面，前人做了很多工作，主要包括：正极、负极、电解液、隔膜和电池模块系统等方面的研究，但是对单体电芯外壳铝塑膜的研究较少。目前的铝塑膜大致可以分为三层：内层为粘结层，多采用聚乙烯或聚丙烯材料，起封口粘结作用。中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出。外层为保护层，多采用高熔点的聚酯或尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。这种包装膜价格便宜，制作成本低，作为电池壳制作工艺简单方便，这样既降低了电池成本又简化了工艺过程。

铝塑膜除了封装作用，业内也有一些研究人员考虑增加其自动调节温度的附加性能。如现有技术公开了一种可自行调控工作温度的电池，是在铝塑膜的最外侧涂覆一层相变材料微胶囊层，微胶囊内封装置相变温度30-45℃的石蜡系相变材料，然后将微胶囊附着在电池外包材料层铝塑膜上，从而实现自行调控电池的工作温度，达到自动控温目的。该现有技术是采用微胶囊封装工艺将固-液相变材料(石蜡系材料)用壁材包裹起来制成在常态下稳定的微胶囊固体微粒，当环境温度达到相变温度时微胶囊固体颗粒吸收环境中的热量，石蜡发生固→液相转变；反之，环境温度降低时，微胶囊固体微粒放出吸收的热量，发生液→固相转变，从而调节电池在一个相对恒定的温度下工作。

在以上技术，仍存在以下不足：(1)所使用的石蜡系材料属于宏观相变特性的单相变点材料，在实施例中虽将相变温度为28.2℃的正十八烷和相变温度为36.6℃的正二十烷混合使用，但只是得到一种相变温度为32℃的单相变点混合石蜡，且其在4C倍率放电时电芯表面温度达到36.7℃，相对于铝塑膜表面未涂覆相变微胶囊的电芯有所降低，但显然36.7℃仍是一个比较高的工作温度值，其对电芯工作温度的调节性能仍未臻理想。(2)石蜡系材料必须用复杂的微胶囊工艺将其用壁材包裹形成微胶囊才可以应用到电芯外的封装材料表面，否则会因固液相变变成流体状时从铝塑膜表面流失，导致热调节功能失效。(3)用于封装微胶囊的壁材，不属于吸收和释放潜热的材质，石蜡材料被封装在微胶囊内，无法直接与电芯外的铝塑膜接触传热，影响石蜡的吸收/释放热量的性能。在另一现有技术中相变层为内装相变材料的层状密封结构。同样无法直接接触铝塑膜，影响了相变材料的吸收/是否热量性能。

因而，该现有技术仍存不足。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种电芯封装铝塑膜、制备方法和使用该封装铝塑膜的电池电芯，在铝塑膜的表面涂覆双相变材料涂层，使温度过高或温度过低时，该双相变材料涂层能够吸热或放热，从而调节电芯工作温度，使电芯实际工作温度处于较小的温域，从而改善电芯的温度性能，并且相对现有技术具有更优的效果。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种电芯封装铝塑膜，其包括铝塑膜和涂覆于所述铝塑膜的第一面和/或第二面的涂层，其中所述涂层是由具有双相变点的相变材料制成。