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，國際上仍沒有一家公司的該項目產(chǎn)品能夠完全滿足聚合物鋰離子電池對該產(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題，而且是構(gòu)成聚合物鋰離子電池的一個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)品的庫存及使用壽命同期。包裝已成為產(chǎn)品的一個不可缺少的重要組成部分，產(chǎn)品的壽命周期，實際上就是包裝逐漸失效的過程，沒有包裝，就沒有產(chǎn)品，或者說包裝失效，產(chǎn)品隨之報廢。

三、產(chǎn)品的使用過程（不斷地充放電過程），是一個動態(tài)的電化學(xué)反應(yīng)過程，軟包裝材料本身要能有效抵制內(nèi)部電解液對它的溶脹、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溶劑和遇水分能迅速產(chǎn)生強腐蝕性氫氟酸的鋰鹽存在。多種有機溶劑通常會溶脹，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，進而影響電池的電性能。而強腐蝕性氫氟酸的存在，將嚴重腐蝕鋁箔，使內(nèi)膜與鋁箔分離，進而把鋁箔腐蝕穿孔，從而破壞了整個包裝。

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，毛刺會猛刺內(nèi)膜，可能會刺穿內(nèi)膜直至鋁箔，那么電芯內(nèi)的氫氟酸將直通鋁箔造成點狀腐蝕，加速電化學(xué)腐蝕，改變電解液的組成，嚴重時將鋁箔腐蝕穿而漏液，同時也會造成短路，導(dǎo)致電池報廢。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，內(nèi)膜中如果沒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，使電池報廢，成品率降低。

國內(nèi)鋰電池電芯內(nèi)包裝材料能達到的要求：

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、水蒸汽透過量<10-4g/m2穌.1atm2、氧氣透過量<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、熱封強度：內(nèi)膜被電解液浸泡滲透到三封口（在大約12天）時，封口強度>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金屬電極不與膜中間AL箔短路。

成品點狀腐蝕率和短路率<1%0。

九、耐電解液穩(wěn)定性：電解液會溶脹、溶解吸收內(nèi)層復(fù)合膜，特別是膜層間膠粘劑或粘結(jié)樹脂，其中產(chǎn)生的HF會腐蝕復(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，使電池報廢。三封口時，AL箔以內(nèi)各層間剝離強度>2.5N/15mm，從而保證封口的嚴密牢固性。

十、電性能：電性能指標正在進一步的摸索探討之中，生產(chǎn)廠家暫時保密，不愿詳細透露。電性能的實質(zhì)是包裝膜對電池充放率的影響，這種影響包括電絕緣性，對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度，斷裂強度（>100N）、斷裂伸長率（>35%）等。

總之：該膜所要求的指標很多，其中最重要的指標也是與普通復(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）。