[发明专利]锂离子电池软包装铝塑膜用铝箔及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子电池包装的铝塑膜。

背景技术

随着市场对锂离子电池需求的提高，锂离子电池的包装材料也越来越成为关注的重点，其中锂离子电池软包装材料对腐蚀性的酸、碱、盐或有机溶剂等液态化学物质具有较高的稳定性，它的设计、制造及其应用技术已经成为锂电池行业要解决的技术难题之一。因为软包装材料与电池的内部材料直接接触，因此对软包装材料有着苛刻的使用要求，其中很重要的两点就是：

⑴需要具有极高的阻隔性，阻隔性不好会降低聚合物锂离子电池的比容量，使电池起鼓，导致循环寿命和电化学性能的降低，严重的还会使电池失效。因此，软包装材料要求水蒸气的透过率应小于1×10^-4～1×10^-6g/m²·d·1atm，氧气的透过率应小于1×10^-1～1×10^-3g/m²·d·1atm，这实际上已经超过了测试仪器的最小精度；

⑵具有良好的冷冲压成型性，锂离子电池用软包装材料的成型深度为3～8mm，良好的冷冲压成型性才能保证包装后的电池芯封口规整严密，外观平整，包装牢固。

选取适当厚度的软状态铝箔可以满足以上两个要求；

无针孔的铝箔，在物理上可以隔绝外界的水和氧气渗透到电池芯内部，厚度达到一定程度的铝箔才可以消除针孔的影响，如26μm以上的精级铝箔即可认为是无针孔，对氧气或其它流体的透过率认为是零；适当成分的铝合金铝箔具有良好的延伸率和抗拉强度可以满足冷冲压成型的要求。

随着汽车行业对电动汽车领域的重视，对动力电池的性能有着越来越高的要求。动力电池对功率要求较高，在工作过程中会产生大量热量，电池发热造成电池失效甚至爆炸。为了改善电池发热的状态，对电池结构进行了改进，将电池的实际工作环境设计为防冻液体系，不同于以往的传统锂电池软包装工作环境为大气环境，因此对于锂离子电池软包装复合膜用铝箔的耐蚀性就提出了新的要求，即铝箔要能够承受较长周期的防冻液体系的腐蚀，能保证材料整体结构可靠性。

防冻液体系一般为弱碱性，一般pH在8.5左右，弱碱性条件下，铝合金表面形成的致密氧化膜易被破坏，且铝合金易发生不均匀腐蚀，材料在整体上的可靠性下降，造成材料的实际工作寿命下降甚至发生短时间的腐蚀穿孔，导致电池失效。

目前，传统的铝塑膜为双面覆膜结构，其表面覆膜使用高分子材料，长期浸泡在防冻液体系中易发生老化，而一旦覆膜材料破坏，内部铝箔很容易在防冻液体系中发生腐蚀，甚至穿孔，造成电池失效，同时大容量汽车动力电池与普通电子产品电池的使用环境不同，存在较大的受冲击风险，因此为了保证电池的可靠性，需要电池整体的结构及可靠性需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是提出一种锂离子电池软包装铝塑膜用铝箔，以克服现有技术存在的缺陷。

所述的离子电池软包装铝塑膜用铝箔，为双层铝合金复合材料，由相互复合的芯层和保护层组成；

所述的芯层包括如下重量百分比的组分：

0.1≤Si≤1.0％、0.1≤Fe≤1.8％、0.1≤Mn≤1.8％，其余为Al；

优选的为：

0.4≤Si≤0.8％、0.6≤Fe≤1.5％、0.6≤Mn≤1.5％，其余为Al；

所述的保护层包括如下重量百分比的组分：

0.1≤Mn≤1.0％、0.1≤Si≤1.0％、0.1≤Fe≤1.8％、0.1≤Zn≤6.0％，其余是Al；

优选的为：

0.6≤Mn≤1.0％、0.4％≤Si≤1.0％、0.6％≤Fe≤1.8％、2.0％≤Zn≤6.0％，其余为Al；

本发明的制备方法，包括如下步骤：

A芯层的制备：

(1)对芯层合金铸锭进行均匀化热处理，使材料中合金元素的分布更加均匀，热处理温度为450～600℃，热处理时间为2～24小时；

(2)然后在450～550℃进行热轧，轧制至厚度为7～12mm，获得芯层薄板；

B保护层的制备：

(1)对保护层合金铸锭进行均匀化热处理，使材料中合金元素的分布更加均匀，热处理温度为450～600℃，热处理时间为2～24小时；

(2)然后在450-550℃进行热轧，轧制至厚度为1～3mm，获得保护层薄板；

C然后将所述的芯层薄板和保护层薄板，通过热压粘附，获得芯层和保护层的复合板，然后在450-550℃热轧至2.5～4.0mm，然后冷轧至0.15～0.3mm；