相關申請的交叉引用本申請要求于2023年2月6日提交的韓國專利申請第10-2023-0015851號和于2024年1月19日提交的韓國專利申請第10-2024-0009052號的優先權,其公開內容通過引用并入本文中。本公開涉及一種軟包膜層疊體和通過對軟包膜層疊體進行成型而制備的軟包型二次電池。
背景技術:
1、在各種領域中使用二次電池,這些領域不僅包括例如數碼相機、p-dvd、mp3p、移動電話、pda、便攜式游戲設備、電動工具、電動自行車等的小型產品,而且包括例如電動車輛或混合動力車輛的需要高輸出的大型產品、能量儲存裝置以及儲存剩余發電電力或可再生能源的備用能量儲存裝置。二次電池的類型包括:鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及鋰離子聚合物電池。
2、可以通過將其中正極、負極和設置在正極與負極之間的隔膜交替層疊的電極組件容納在電池殼體中,注入電解液,然后密封電池殼體,來制備二次電池。根據容納電極組件的殼體的材料,二次電池分類為軟包型二次電池、罐型二次電池等。
3、在通過柔性軟包膜層疊體的按壓加工形成杯部之后,可以通過將電極組件容納在杯部內部的容納空間中,并且對密封部進行密封,來制備軟包型二次電池。由其中例如聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚合物膜層疊在金屬氣體阻擋層的一個表面上,并且使用熱塑性聚烯烴基樹脂的密封劑層層疊在其另一個表面上的多個層組成軟包膜層疊體。當密封軟包型電池殼體時,密封劑層可以彼此熱接合以形成密封部。
4、近來,隨著軟包型二次電池的容量增大,對具有優異的成型性的軟包的需求增加。在其中氣體阻擋層形成為較厚以制備具有良好成型性的軟包的情況下,存在當密封軟包型電池殼體時,密封劑層不容易熔化的問題。通常,為了解決該問題,使用增加密封溫度和/或密封時間的方法作為在軟包型電池殼體的密封期間施加更多熱量的方法。然而,在密封溫度增加到220℃以上的情況下,存在由于基底材料層的熔化而發生變形的問題,并且在增加密封時間的情況下,存在由于節拍時間(tact?time)增加而降低生產率的問題。
技術實現思路
1、技術問題
2、本公開的一個方面提供一種能夠在密封由軟包膜層疊體制備的軟包型電池殼體的工序中,通過減少密封時間同時防止密封部變形來確保密封質量和可加工性的軟包膜層疊體以及通過對軟包膜層疊體進行成型而制備的軟包型電池殼體和軟包型二次電池。
3、技術方案
4、根據本公開的實施例,提供了一種軟包膜層疊體,包括:依次層疊的基底材料層、氣體阻擋層和密封劑層,其中,基底材料層包括依次層疊的第一基底材料層、第一粘合劑層和第二基底材料層,并且第一粘合劑層包括基于第一粘合劑層的總重量的大于15wt%至小于60wt%的量的金屬氧化物顆粒。
5、金屬氧化物顆粒可以包含選自由cao、mno、sro、mgo和zno組成的組中的至少一種。金屬氧化物顆粒的平均粒徑d50可以為0.2μm至1μm。
6、第一粘合劑層可以包括基于第一粘合劑層的總重量的16wt%至59wt%的量的金屬氧化物顆粒。
7、第一基底材料層的厚度可以為10μm至50μm。第一基底材料層可以包括聚酯基膜。
8、第一粘合劑層的厚度可以為1μm至10μm。第一粘合劑層可以包含選自由聚氨酯基聚合物、環氧基聚合物和丙烯酸基聚合物組成的組中的至少一種。
9、第二基底材料層的厚度可以為10μm至50μm。第二基底材料層可以包括聚酰胺基膜。
10、基底材料層還可以包括第二粘合劑層,該第二粘合劑層設置在第二基底材料層與氣體阻擋層之間。
11、氣體阻擋層的厚度可以為30μm至100μm。
12、密封劑層的厚度可以為30μm至130μm。
13、根據本公開的另一個實施例,提供了一種軟包型電池殼體,通過對上述軟包膜層疊體進行成型來制備該軟包型電池殼體。
14、根據本公開的又一個實施例,提供了一種軟包型二次電池,包括:軟包型電池殼體,通過對上述軟包膜層疊體進行成型來制備該軟包型電池殼體;以及電極組件,該電極組件容納在軟包型電池殼體中。
15、有益效果
16、關于常規軟包膜層疊體,盡管第一基底材料層防止水分從軟包的外部滲透,但是由于厚度和材料的限制,軟包外部的水分也可能通過穿過第一基底材料層到達第二基底材料層。在這種情況下,水分可能通過與第二基底材料層中包括的聚合物中的官能團(例如:酰胺結構)形成氫鍵而被容易地吸入第二基底材料層中。因此,關于通過對常規軟包膜層疊體進行成型來制備的軟包型電池殼體,如果其在高溫下被密封以在規定的節拍時間內供應足夠的熱量,則吸入軟包膜層疊體中的第二基底材料層中的水分蒸發,以在第二基底材料層中產生氣泡,因此由于密封部變形和損壞,所以存在軟包的絕緣性能劣化的問題。
17、如果在低溫下密封由常規軟包膜層疊體制備的軟包型電池殼體以解決該問題,則存在增加密封時間從而降低生產工序效率的問題。此外,為了將軟包膜層疊體的每單位重量的水分含量降低至小于1000ppm以解決上述問題,存在制備軟包膜層疊體之后的儲存管理困難或者成本較高的問題。
18、為了解決上述問題,在本公開中,由于設置在第一基底材料層與第二基底材料層之間的第一粘合劑層中包括大于15wt%至小于60wt%的量的金屬氧化物顆粒,所以在從軟包的外部引入的水分被吸入第二基底材料層中之前,可以通過第一粘合劑層中的金屬氧化物的羥基化去除水分。因此,由于即使在220℃以上的溫度下密封本公開的由軟包膜層疊體制備的軟包型電池殼體,也可以抑制由于第二基底材料層中的水分蒸發而產生氣泡,所以可以縮短密封時間同時防止密封部變形。因此,可以確保本公開的由軟包膜層疊體制備的軟包型電池殼體的密封質量和可加工性,并且可以改善軟包型二次電池的耐用性和壽命特性。
1.一種軟包膜層疊體,包括:
2.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述金屬氧化物顆粒包含選自由cao、mno、sro、mgo和zno組成的組中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述金屬氧化物顆粒的平均粒徑d50為0.2μm至1μm。
4.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第一粘合劑層包括基于所述第一粘合劑層的總重量的16wt%至59wt%的量的所述金屬氧化物顆粒。
5.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第一基底材料層的厚度為10μm至50μm。
6.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第一基底材料層包括聚酯基膜。
7.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第一粘合劑層的厚度為1μm至10μm。
8.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第一粘合劑層包含選自由聚氨酯基聚合物、環氧基聚合物和丙烯酸基聚合物組成的組中的至少一種。
9.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第二基底材料層的厚度為10μm至50μm。
10.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述第二基底材料層包括聚酰胺基膜。
11.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述基底材料層還包括第二粘合劑層,所述第二粘合劑層設置在所述第二基底材料層與所述氣體阻擋層之間。
12.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述氣體阻擋層的厚度為30μm至100μm。
13.根據權利要求1所述的軟包膜層疊體,其中,所述密封劑層的厚度為30μm至130μm。
14.一種軟包型電池殼體,通過對權利要求1至13中的任一項所述的軟包膜層疊體進行成型來制備所述軟包型電池殼體。
15.一種軟包型二次電池,包括: