一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池制备技术领域，具体涉及一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜。


背景技术：

2.在碳达峰碳中和的经济发展过程中，锂离子电池因具有可多次循环使用的特性，被作为清洁能源广泛应用于新能源汽车、储能、通信等领域。但是，锂离子电池中的有机电解液属于易燃物，若出现热失控现象，则会致使电池引燃或爆炸，所以锂离子电池的安全隐患一直困扰着行业，制约着其普及应用。
3.并且，锂离子电池着火的特点是由内而外，常规的消防方式并不适用；而锂离子电池正负极材料及其内部的电解液中又不适合加入足量的阻燃剂，所以国内外同行一直采用“内病外治”补丁技术防火防爆。所谓“内病外治”的补丁技术就是业界普遍采用的在单体电芯组装成电池模组或电池包的过程中在单体电芯外面使用一些阻燃零部件、隔热材料、防火涂料等，这些方法对于解决从电芯内部燃烧引发的电池安全事故效果甚微。因此，目前亟需一种既不影响电池性能又能破坏电池燃烧的连锁化学反应链对其止燃止爆的技术，来改变上述现状，推动锂离子电池的普及应用。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，以达到提高锂离子电池止燃止爆效果，保证其能够长期被安全使用的目的。
5.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，包括上层防锂离子穿梭外封膜、下层防锂离子穿梭外封膜，以及密封于上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜之间的中间高弹体止燃止爆膜；
6.其中，上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜均为防渗漏绝缘膜；中间高弹体止燃止爆膜为三维多孔态高弹膜，并且，三维多孔态高弹膜的三维孔隙中或外表面上吸附有0～60%的阻燃剂。
7.作为本实用新型的限定，它整体密封于锂离子电池单体或无电芯高压能量模块的壳体内，直接接触锂离子电池容量单元的外层正、负极片。
8.作为本实用新型的另一种限定，防渗漏绝缘膜为pp膜、pe膜和pet膜中的任意一种或两种。
9.作为本实用新型的进一步限定，三维多孔态高弹膜为海绵或者sbr胶垫。
10.作为本实用新型的再进一步限定，三维多孔态高弹膜三维孔隙中或外表面上吸附的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂或无机物阻燃剂氢氧化铝中的任意一种。
11.作为本实用新型的其它限定，中间高弹体止燃止爆膜通过热封方式密封设置于上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜之间。
12.由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：
13.本实用新型为三层复合膜结构，整体密封于锂离子电池单体电芯或无电芯高压能量模块的壳体内，并直接接触锂离子电池容量单元的外层正、负极片。一方面，本实用新型利用自身的高弹性能直接吸收锂离子电池充放电引起的体积形变，防止电池外壳破裂而引发的电池爆炸；另一方面，当锂离子电池内短路，上层防锂离子穿梭外封膜或下层防锂离子穿梭外封膜破裂时，中间高弹体止燃止爆膜内吸附的阻燃剂能够直接捕获电池原辅材料分解释放的活性氢氧自由基，并第一时间通过稀释、降温、凝烟、碳化等切断其燃烧反应链，防止其持续燃烧，能起到良好的止燃止爆作用。
14.本实用新型在不影响锂离子电池充放电性能的同时，能够引入足量廉价的阻燃剂直接破坏电池燃烧的连锁化学反应链，止燃止爆效果好，根除了锂离子电池的安全隐患痼疾，适合大规模推广应用。
附图说明
15.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
16.图1为本实用新型实施例的结构关系纵剖图；
17.图中：1、上层防锂离子穿梭外封膜；2、中间高弹体止燃止爆膜；3、下层防锂离子穿梭外封膜。
具体实施方式
18.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。
19.实施例
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一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜
20.本实施例在制备单体电芯或无电芯高压能量模块时使用，整体密封于锂离子电池单体电芯或无电芯高压能量模块的壳体内，并直接接触锂离子电池容量单元的外层正、负极片，在锂离子电池内起止燃止爆作用，保证锂离子电池能长期被安全使用。
21.如图1所示，本实施例包括上层防锂离子穿梭外封膜1、中间高弹体止燃止爆膜2和下层防锂离子穿梭外封膜3三层结构，并且，中间高弹体止燃止爆膜2通过现有技术中的热封方式密封设置在上层防锂离子穿梭外封膜1和下层防锂离子穿梭外封膜3之间。
22.进一步的，上层防锂离子穿梭外封膜1和下层防锂离子穿梭外封膜3采用不能被锂离子电池电解液腐蚀、溶解，同时也不能穿梭锂离子的防渗绝缘膜。如：防渗绝缘膜可以是pp膜、pe膜和pet膜中的任意一种或两种，并且，上层防锂离子穿梭外封膜1和下层防锂离子穿梭外封膜3可以采用同一类型的防渗绝缘膜，也可以采用不同类型的防渗绝缘膜。本实施例中，上层防锂离子穿梭外封膜1和下层防锂离子穿梭外封膜3均采用pp膜。
23.中间高弹体止燃止爆膜2采用现有结构中具有0～50％弹性变形量的三维多孔态高弹膜，并且，三维多孔态高弹膜的三维孔隙中或外表面上吸附、粘附有0～60％的阻燃剂。更具体的，三维多孔态高弹膜可以是海绵或者sbr胶垫，并且，其三维孔隙中或外表面上吸附、粘附的阻燃剂可以是有机阻燃剂或者无机阻燃剂氢氧化铝。本实施例中，选择在中间高弹体止燃止爆膜2的三维孔隙中吸附阻燃剂，且阻燃剂组分以有机阻燃剂为主，如：现有技术中的磷系阻燃剂或者氮系阻燃剂。
24.本实施例的制备过程如下所示：
25.s1、将上层防锂离子穿梭外封膜1和下层防锂离子穿梭外封膜3上下叠合，并通过热封方式先密封三边，形成口袋结构；
26.s2、将中间高弹体止燃止爆膜2的三维孔隙中吸附60％的阻燃剂；
27.s3、将吸附有阻燃剂的中间高弹体止燃止爆膜2装入上层防锂离子穿梭外封膜1和下层防锂离子穿梭外封膜3制成的口袋中，最后热封口袋端口，至此具有三层复合结构的锂离子电池止燃止爆高弹复合膜制备完成。
28.需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，其特征在于：包括上层防锂离子穿梭外封膜、下层防锂离子穿梭外封膜，以及密封于上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜之间的中间高弹体止燃止爆膜；其中，上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜均为防渗漏绝缘膜；中间高弹体止燃止爆膜为三维多孔态高弹膜，并且，三维多孔态高弹膜的三维孔隙中或外表面上吸附有0～60%的阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，其特征在于：它整体密封于锂离子电池单体或无电芯高压能量模块的壳体内，直接接触锂离子电池容量单元的外层正、负极片。3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，其特征在于：防渗漏绝缘膜为pp膜、pe膜和pet膜中的任意一种或两种。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，其特征在于：三维多孔态高弹膜为海绵或者sbr胶垫。5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，其特征在于：三维多孔态高弹膜三维孔隙中外表面上吸附的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂或无机物阻燃剂氢氧化铝中的任意一种。6.根据权利要求1-2、4-5中任意一项所述的一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，其特征在于：中间高弹体止燃止爆膜通过热封方式密封设置于上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜之间。

技术总结
本实用新型公开了一种锂离子电池止燃止爆高弹复合膜，它用于直接接触锂离子电池容量单元的外层正、负极片，包括上层防锂离子穿梭外封膜、下层防锂离子穿梭外封膜，以及密封于上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜之间的中间高弹体止燃止爆膜；其中，上层防锂离子穿梭外封膜和下层防锂离子穿梭外封膜均为防渗漏绝缘膜；中间高弹体止燃止爆膜为三维多孔态高弹膜，并且，三维孔隙中吸附有0～60%的阻燃剂。本实用新型在不影响锂离子电池充放电性能的同时，能够引入足量廉价的阻燃剂直接破坏电池燃烧的连锁化学反应链，止燃止爆效果好，根除了锂离子电池的安全隐患痼疾，适合在锂离子电池单体电芯或无电芯高压能量模块中推广应用。模块中推广应用。模块中推广应用。


技术研发人员：王卫润东
受保护的技术使用者：澳门听澜康诚新能源技术有限公司
技术研发日：2021.07.28
技术公布日：2022/3/8