電池電芯內(nèi)包裝材料要求

電池電芯內(nèi)包裝技術(shù)是聚合物鋰電池這一頂尖高新技術(shù)行業(yè)中的技術(shù)難題之一，到目前為止，國(guó)際上仍沒(méi)有一家公司的該項(xiàng)目產(chǎn)品能夠完全滿足聚合物鋰離子電池對(duì)該產(chǎn)品的綜合技術(shù)要求。因此，聚合物鋰電池電芯內(nèi)包裝成型材料不僅僅是聚合物鋰離子電池的包裝問(wèn)題，而且是構(gòu)成聚合物鋰離子電池的一個(gè)不可缺少的重要組成部分。

一、聚合物鋰離子電池要求軟包裝材料的阻隔性（如水分、氧氣）比普通鋁塑復(fù)合膜的阻隔性高10000倍，如此高的阻隔性，已經(jīng)超出了儀器的檢測(cè)精度。

二、產(chǎn)品不能脫離包裝而存在，包裝的使用壽命與產(chǎn)品的庫(kù)存及使用壽命同期。包裝已成為產(chǎn)品的一個(gè)不可缺少的重要組成部分，產(chǎn)品的壽命周期，實(shí)際上就是包裝逐漸失效的過(guò)程，沒(méi)有包裝，就沒(méi)有產(chǎn)品，或者說(shuō)包裝失效，產(chǎn)品隨之報(bào)廢。

三、產(chǎn)品的使用過(guò)程（不斷地充放電過(guò)程），是一個(gè)動(dòng)態(tài)的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，軟包裝材料本身要能有效抵制內(nèi)部電解液對(duì)它的溶脹、溶解、滲透、吸收及電化學(xué)反應(yīng)。

四、電池內(nèi)的電解液是由多種有機(jī)溶劑和遇水分能迅速產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性氫氟酸的鋰鹽存在。多種有機(jī)溶劑通常會(huì)溶脹，溶解、吸收軟包裝材料，尤其是它們是通用復(fù)合材料用膠粘劑的良好溶劑，會(huì)破壞復(fù)合層間粘結(jié)效果，改變電解液中各組份的濃度，進(jìn)而影響電池的電性能。而強(qiáng)腐蝕性氫氟酸的存在，將嚴(yán)重腐蝕鋁箔，使內(nèi)膜與鋁箔分離，進(jìn)而把鋁箔腐蝕穿孔，從而破壞了整個(gè)包裝。

五、軟包裝材料內(nèi)膜必須耐電池電芯周邊毛刺的穿刺及高溫和壓力作用下熱封時(shí)金屬電極與軟包裝材料中鋁箔的絕緣性。聚合物鋰離子電池芯周邊有銅網(wǎng)和鋁網(wǎng)的毛刺，在抽真空收縮時(shí)，毛刺會(huì)猛刺內(nèi)膜，可能會(huì)刺穿內(nèi)膜直至鋁箔，那么電芯內(nèi)的氫氟酸將直通鋁箔造成點(diǎn)狀腐蝕，加速電化學(xué)腐蝕，改變電解液的組成，嚴(yán)重時(shí)將鋁箔腐蝕穿而漏液，同時(shí)也會(huì)造成短路，導(dǎo)致電池報(bào)廢。金屬電極片厚度100u左右，在170℃左右的熱封溫度和3kg/cm2左右的壓力下熱封時(shí)，內(nèi)膜中如果沒(méi)有耐高溫的絕緣層存在的話，金屬電極常常被壓到包裝鋁箔上，造成短路，使電池報(bào)廢，成品率降低。

國(guó)內(nèi)鋰電池電芯內(nèi)包裝材料能達(dá)到的要求：

一、外觀：不允許有針孔、異物、粘連、涂層不均勻、復(fù)合導(dǎo)間分離及明顯損傷、氣泡、皺紋、臟物等缺陷。

二、厚度：復(fù)合膜總厚度150u以內(nèi)（成型），120u以內(nèi)（非成型）。

三、阻隔性：

1、水蒸汽透過(guò)量<10-4g/m2穌.1atm2、氧氣透過(guò)量<0.1cm3/m2穌.1atm四、冷沖壓成型性；

、冷沖壓深度為3-8mm

2、不允許分層、破裂、針孔漏光3、形狀保持性，變形度a<50五、熱封強(qiáng)度：內(nèi)膜被電解液浸泡滲透到三封口（在大約12天）時(shí)，封口強(qiáng)度>40u/15mm。

六、水泡性能：成品電池放在常溫水沖浸泡二十天封口嚴(yán)密，不產(chǎn)生鼓氣現(xiàn)

七、電絕緣性：熱封極片電阻率>1×107s2.m-1；電極與復(fù)合膜鋁箔間的電阻率

八、內(nèi)膜耐穿刺性能：內(nèi)膜能經(jīng)受電芯周邊毛刺穿刺及熱封時(shí)金屬電極不與膜中間AL箔短路。

成品點(diǎn)狀腐蝕率和短路率<1%0。

九、耐電解液穩(wěn)定性：電解液會(huì)溶脹、溶解吸收內(nèi)層復(fù)合膜，特別是膜層間膠粘劑或粘結(jié)樹(shù)脂，其中產(chǎn)生的HF會(huì)腐蝕復(fù)合膜中間的AL箔，造成AL箔與內(nèi)膜的分離，從而產(chǎn)生漏液或氣脹，使電池報(bào)廢。三封口時(shí)，AL箔以內(nèi)各層間剝離強(qiáng)度>2.5N/15mm，從而保證封口的嚴(yán)密牢固性。

十、電性能：電性能指標(biāo)正在進(jìn)一步的摸索探討之中，生產(chǎn)廠家暫時(shí)保密，不愿詳細(xì)透露。電性能的實(shí)質(zhì)是包裝膜對(duì)電池充放率的影響，這種影響包括電絕緣性，對(duì)電解液組分平衡性影響，復(fù)合膜特別是AL箔以內(nèi)膜被電解液浸泡后的電絕緣性等等。

十一、其它：膜的厚度偏差、尺寸偏差、熱封耐折剝離、原膜層間初始剝離強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度（>100N）、斷裂伸長(zhǎng)率（>35%）等。

總之：該膜所要求的指標(biāo)很多，其中最重要的指標(biāo)也是與普通復(fù)合膜不同的地方是①極高的阻隔性；②良好的冷沖壓成型性；③耐穿刺性；④耐電解液穩(wěn)定性；⑤電性能（包括絕緣性）。