锂离子电池用软包装复合材料的制备及其性能研究

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1、锂离子电池用软包装复合材料的制备及其性能研究摘要使用软包装复合材料来对锂离子二次电池进行包装与传统的钢壳包装相比，具有减量化、轻型化等优点，迅速占领了锂离子包装市场。本论文通过对锂离子二次电池用软包装材料最内层材料CPP薄膜研究，寻找最合适的热封层材料，研究其抗内容物渗透的性质和长期密封性能，并制备锂离子电池用软包装复合材料，考察其整体性能。研究内容主要包括以下两个部分：(1)对锂离子电池用软包装复合材料最内层材料进行了结构设计与制造，并选择聚丙烯流延膜作为最内层材料，确定其结构为复合层／支撑层／热封层；同时对聚丙烯流延膜的性能进行了分析。(2)对锂离

2、子电池用软包装复合材料进行结构设计，确定其结构为ONl5／DL／A140／Ac齐U／EL／CPP50，采用干法复合和挤出复合相结合的复合工艺制造出锂离子电池用软包装复合材料；同时对铝塑复合材料的性能进行了分析。研究结果表明：(1)经高车速生产的CPP薄膜性能良好，CPP[3较其他种类CPP更适合用于锂离子电池软包装材料。对501．tm的CPPl3进行热封时间测试，得出最佳热封时间为1S。其耐溶剂封121性好。CPPl3与市售的锂离子电池用软包装复合材料的最内层结构相似，其熔限较宽，适合连续性工艺生产。(2)对锂离子电池用软包装复合材料进行长期力学性能测

3、试，其拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及层间剥离强度基本无明显变化。对其使用DMC溶剂浸泡后，其拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度略有降低，层间剥离强度在一周内变化明显，其后其复合性能基本不变，浸泡后层间复合强度与市售锂离子电池用软包装复合材料强度相当。对锂离子电池用软包装复合材料分别进行无溶剂热封和热封DMC溶剂，两者热封强度相当，该锂离子电池用软包装复合材料封口性好。对锂离子电池用软包装复合材料热封性能进行测试，其热封范围大，性能稳定，横向热封强度略高于纵向热封强度，得到最佳热封工艺条件为热封温度170℃，热封压力180kPa和热封时间3s，该条件得到

4、的热封强度能够满足行业上锂离子电池用软包装复合材料热封强度>40N／15mm的要求。对锂离子电池用软包装复合材料进行DMC模拟封装，通过FT-IR对其最内层材料变化进行表征。其经过模拟封装后，其失重率低，热封效果好。经过DMC封装后，内层材料仅表面少许被氧化，其在一年内性质基本无变化。关键词：流延聚丙烯薄膜；软包装复合材料；锂离子电池；热封性能；铝塑复合膜PreparationandPropertiesofFlexiblePackagingMaterialsforLithium．ionBatteriesABSTRACTComparedwithtradi

5、tionalsteelshellpackaging，theflexiblepackagingmaterialscouldreducetheweightoflithium—ionbatteries(LIB)greatly，andseizedthelithium—ionpackagingmarketrapidly．Thisthesisobtainedappropriateheat—sealmaterialsbyinvestigatedthecastpolypropylenefilm(CPP)forinnerlayermaterialofLIB，andana

6、lyzedtheiranti—contentspenetrabilityandlong—termsealingproperties．TheflexiblepackagingmaterialsforLIBwerepreparedandtheiroverallpropertieswerestudied．Theresearchcontentwasasfollows：(1)Thestructureoftheinnermostlayerofflexiblepackagingmaterialswasdesigned．Thecastpolypropylenefilm

7、wasselectedastheinnermostlayerofmaterialandthestructurewasdeterminedascompositelayer／supportlayer／heat—sealinglayer．Moreover，thepropertiesofCPPfilmswereanalyzed．(2)ThestructureoftheflexiblepackagingmaterialswasdesignedanddeterminedasON15／DL／A140／Ac／EL／CPP50，whichwasproducedbydry

8、complexandextrusioncompoundprocess．Furthermore，