[发明专利]软包电池用包装材料及其热控制装置

说明书

用于包装电池的电池用包装材料，特别涉及应用于车用的软包电池用包装材料和软包电池热管理系统。针对现有技术中电池用包装材料的抗腐性能不足的缺陷，特提供如下电池包装用铝塑复合膜解决方案：即电池用包装材料，所述电池用包装材料包括铝箔层和复合于铝箔层表面的塑料层；其中，铝箔层由耐冷却水腐的铝合金形成。

技术领域

本发明涉及电池用包装材料及软包电池，特别涉及可应用于浸泡于冷却水中的软包电池用包装材料及软包电池，比如可应用于车用动力电池领域和储能电池领域的水冷系统中等。

背景技术

动力电池的热管理是动力电池的核心技术之一，现有的软包电池冷却方式中更多的是风冷，即使是水冷，也是采用水冷板与电池接触换热，而这种换热方式中相应的接触热阻高，换热效率低。纵观现有技术中没有将软包电池直接浸泡在水或防冻液中的应用，更没有与之相适应的专用铝塑膜。

现有技术中软包电池包装用的铝塑膜通常采用8系铝合金铝箔，这种铝箔退火后为软质铝箔，冲深成型性好。目前电池包装材料主要考虑的是耐电解质腐蚀性，主要技术方案是在包装材料朝向电解质的一侧通过物理或化学方式改性形成耐腐蚀层，其作用是防止电解质腐蚀铝箔内表面而导致铝塑膜层间剥离。现有铝塑膜最外层都含有聚酰胺等保护用塑料膜，这些塑料保护膜耐水解能力差，若长期与水接触则很容易水解失效。现有铝塑膜铝箔中铁含量较高，抗水腐蚀能力差，遇水则容易造成腐蚀穿孔。另外，从节约成本和提高电池容量出发，现有动力软包电池中铝塑膜铝箔层的厚度通常仅为40微米，现有铝塑膜无论其成分和/或厚度都不符合长期耐水腐蚀要求。由于耐水腐蚀性能不足，由该种铝塑膜包装的电池长时间浸泡在水中，则存在腐蚀穿孔的风险。

为了提高铝塑膜的耐水解能力，现有技术通常的手段是改善外层保护膜的耐水解能力，比如采用比尼龙膜更耐水的PET膜作为最外侧保护膜。采用PET膜后对耐空气中的水汽或水滴腐蚀性能有所提高，但还是不适合于长期浸泡于水中。

发明内容

本发明从软包电池冷却的需求出发，为了获得更高的电池冷却性能，本发明大胆采用将软包电池直接浸泡于冷却水中的冷却方案。然而，进过深入研究后发现现有软包电池包装用铝塑膜中最外侧尼龙保护层抗防冻冷却液腐蚀性能差，作为阻水层的铝箔为铝铁合金，其机械强度和抗防冻冷却液腐蚀性能也较差，故现有铝塑膜不能满足长期的浸泡式水冷系统要求。为了克服上述缺陷，本发明提供如下新的电池包装材料方案和电池冷却系统方案，以满足新能源车用或储能用等大容量电池系统的热管理需求。

针对现有技术中用于包装电池（battery）的铝塑膜耐车用防冻冷却液（简称防冻液，其主要成分为乙二醇和水）或耐冷却水的抗腐蚀性能不足的缺陷，即容易被腐蚀穿孔的缺陷，本发明特提供一种可用于锂离子二次电池包装用铝塑复合膜（以下简称铝塑膜），其具有更高的耐冷却液腐蚀能力。

本发明第一个方面是提供一种由金属塑料复合薄膜形成的电池、优选为软包电池用包装材料（优选为铝塑膜），包括金属箔层（优选为铝箔层）和复合于金属箔层（优选为铝箔层）内表面的塑料层。

本发明第二个方面是提供一种软包电池，包含有电极材料和电解质以及外部包裹用的上述的金属箔层（优选为铝塑膜），所述金属箔层（优选为铝箔层）内表面的塑料层将电解质与金属箔层（优选为铝塑膜）隔离。

本发明第三个方面是提供一种电池热控制装置，优选为软包电池热控制装置，包含有上述的软包电池。该软包电池可采用耐冷却液浸泡腐蚀的上述的铝塑膜包装之后，可以将该软包电池浸泡在冷却液（如防冻冷却液）中，优选地，所述由金属塑料复合薄膜形成的电池用包装材料浸泡在所述冷却液中，更优选地，所述金属箔层（优选为铝箔层）浸泡在所述冷却液中，从而可以直接与冷却液进行热交换。这样电池的换热效果更好，且电池上下左右各处的温度更均匀。

本发明第四个方面是提供一种制造所述由金属塑料复合薄膜形成的电池用包装材料、优选为铝塑膜的方法。