簡述鋰離子聚合物電池的芯內(nèi)包裝

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　　前言

　　鋰離子聚合物電池在同等容量的前提下，體積小，重量輕，循環(huán)壽命長（大于1000 次），無記憶效應(yīng)（可隨用隨充電而不影響性能），廣泛應(yīng)用于手機、掌上電腦，手提電腦，便攜軍用工具，便攜攝像機、DVD 影碟機，正加速開發(fā)應(yīng)用于電動車（電動自行車、摩托車及汽車）。正是由于鋰離子聚合物電池本身所具有的優(yōu)異性能及其非常廣泛的應(yīng)用前景，被譽為二十一世紀(jì)的綠色化學(xué)能源。它的研制成功，主要取決于三大技術(shù)難題的解決，即制膜技術(shù)、層壓技術(shù)和軟包裝技術(shù)。

　　這里的軟包裝技術(shù)指的是鋰離子聚合物電池芯內(nèi)包裝（成型）材料的設(shè)計制造工藝技術(shù)和該材料的應(yīng)用工藝技術(shù)（以下簡稱軟包裝技術(shù)）。

　　1  軟包裝材料的重要性

　　軟包裝技術(shù)是鋰離子聚合物電池這一頂尖的高新技術(shù)行業(yè)中要解決的三大技術(shù)難題之一，它被放在如此重要的地位，說明該產(chǎn)品有高的技術(shù)含量，在設(shè)計、制造及其應(yīng)用上都和普通的復(fù)合包裝材料在性能上有質(zhì)的差別。到目前為止，國際上仍沒有一家公司的該項目產(chǎn)品能夠完全滿足鋰離子聚合物電池對該產(chǎn)品的綜合技術(shù)要求。因此，鋰離子聚合物電池芯內(nèi)包裝成型材料不僅僅是鋰離子聚合物電池的包裝問題，而且是構(gòu)成鋰離子聚合物電池的一個不可缺少的重要組成部分。如果對這種軟包裝材料的重要性認(rèn)識不夠，將很不利于它的設(shè)計和開發(fā)。

　　（1）鋰離子聚合物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。

　?。?） 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。

　?。?）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)。

　?。?） 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(yán)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。

　　（5） 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。鋰離子聚合物電池芯周邊有銅網(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(yán)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。

　　由于這種特殊的高性能要求，使該產(chǎn)品軟包裝技術(shù)成為鋰離子聚合物電池行業(yè)的三大技術(shù)難題之一。