一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池外殼，其具體涉及一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池以其比能量高、安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電子、通訊、電動(dòng)工具、電動(dòng)車輛、儲(chǔ)能、航空航天等領(lǐng)域。鋰離子電池包括電池外殼及電池外殼內(nèi)的正極、集流體、隔膜、電解液及負(fù)極，電池外殼主要用于保護(hù)電池內(nèi)部電芯，防止外界氧氣及水分等與電池內(nèi)部電極和電解液等材料接觸。
[0003]現(xiàn)有的大多數(shù)鋰電池外殼采用鋼殼、鋁殼等金屬外殼、鋁塑膜軟包裝外殼或者塑料外殼，但金屬外殼重量大、耐腐蝕性和電絕緣性不好;塑料外殼雖然重量輕、耐腐蝕性和電絕緣性好，但是由于電池外殼采用的材料為改性高分子材料，這種高分子材料受高分子鏈段的移動(dòng)性及分子鏈段的自由體積影響，其對(duì)外部水分及氧氣的阻隔性不好，從而使電池易產(chǎn)生鼓脹和電極腐蝕;鋁塑膜軟包裝外殼雖然阻隔性好但是不適于大容量動(dòng)力鋰電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼及其生產(chǎn)方法，提供的電池外殼具有優(yōu)越的防腐性能，且其具有良好的耐撞擊性和可靠的絕緣性。
[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼采用了如下的技術(shù)方案:
一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼，其特征在于:包括鋁層、parylene層、硬防劃層，所述的鋁層制作為電池外殼的主體部分，所述的鋁層的外側(cè)先鍍parylene層然后涂覆硬防劃層，所述的招層的內(nèi)側(cè)鍍parylene層，所述的parylene層包含C型parylene層和N型parylene層，以及兩者的復(fù)合層，所述的parylene層包含聚對(duì)二甲苯和一氯代聚對(duì)二甲苯，所述的C型parylene層的厚度為20-50μηι，所述的N型parylene層的厚度為20-50μηι，所述的C型parylene層和N型parylene層的總厚度為65μηι。
[0006]上述一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼的生產(chǎn)方法如下:
第一步:表面預(yù)處理:首先對(duì)工件的各個(gè)表面進(jìn)行噴砂預(yù)處理，對(duì)工件的表面進(jìn)行拋光、去毛刺，避免后期鍍膜出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一步處理；
第二步:清洗，活化:將上一步預(yù)處理后的工件進(jìn)行噴淋清洗后進(jìn)行脫水處理，然后進(jìn)行烘干，然后將烘干后的工件表面使用等離子體處理進(jìn)行活化處理;驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一步處理；
第三步:鍍膜:采用氣相沉積法為工件鍍Parylene膜，Parylene原料在130°C?140°C，小于10Pa條件下蒸發(fā);在真空度為10—2-102Pa的真空室里進(jìn)行沉積，沉積速率0.1-2μm/h ；剩余氣體通過(guò)冷講捕集回收； 第四步:使用噴漆甩涂法涂覆硬防劃層:使用UV紫外固化膠在Parylene膜外表面涂覆5-10ymSi02層，所述的使用噴漆甩涂法涂覆硬防劃層的工藝步驟為:首先將鋁殼清洗，保持粘接面干凈、干燥、無(wú)油脂;然后通過(guò)噴涂、浸漬，刷涂、甩涂等方式將紫外光固化膠涂覆在鋁殼表面，將涂好膠的表面經(jīng)過(guò)UV光照射照射6Q — 12Q秒，確保被粘部位都能被紫外線照至IJ，紫外燈與被照物的距離盡可能的接近4.1kw以上的高功率汞燈，則要保持不少于45cm的安全距離；
第五步:UV激光去焊接處的涂層:使用UV激光將焊接接口處Pary Iene涂層去除，然后所得的產(chǎn)品即可直接與其它的配件進(jìn)行焊接組裝。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:提供了一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼其具有優(yōu)越的防電解液腐蝕性能，且具有良好的耐撞擊性和可靠的絕緣性。因其鋁外殼的殼壁內(nèi)外表面均鍍有parylene的C層和N層，且在parylene層外層涂覆了硬防劃層，如此則沒(méi)有金屬裸露在鋰電池外殼殼壁的表面上，增強(qiáng)了鋰電池外殼的絕緣可靠性和耐腐蝕性，并進(jìn)一步提高了鋰電池外殼的阻隔性，顯著提高了鋰電池的使用壽命，降低了鋰電池使用過(guò)程中的鼓脹、容量衰減等異常事故概率；同時(shí)由于硬防劃層的阻擋，減小了電池發(fā)生擠壓及表面劃擦后電池外殼的破裂面積，保證了使用可靠性，減小電芯與外部氧氣的接觸面積，從而降低了大容量電池發(fā)生燃燒的幾率，提高鋰電池的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明提供的高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為了更清楚的理解本發(fā)明提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明提供的高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼的優(yōu)選實(shí)施例，其特征在于:包括鋁層l、parylene層2、硬防劃層3，所述的鋁層I制作為電池外殼的主體部分，所述的招層I的外側(cè)鍍par y I ene層2后涂覆硬防劃層3，所述的招層I的內(nèi)側(cè)鍍par y I ene層2，所述的parylene層2包含C型parylene層21和N型parylene層22，以及兩者的復(fù)合層23，所述的parylene層2包含聚對(duì)二甲苯和一氯代聚對(duì)二甲苯，所述的C型parylene層21的厚度為20-50μηι，所述的N型parylene層22的厚度為20-50μηι，所述的C型parylene層21和N型parylene層22的總厚度為65μπι。
[0011]實(shí)施例1:
本發(fā)明提供的一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼的生產(chǎn)方法，其工作步驟如下:
第一步:表面預(yù)處理:首先對(duì)工件的各個(gè)表面進(jìn)行噴砂預(yù)處理，對(duì)工件的表面進(jìn)行拋光、去毛刺，避免后期鍍膜出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一步處理；
第二步:清洗，活化:將上一步預(yù)處理后的工件進(jìn)行噴淋清洗后進(jìn)行脫水處理，然后進(jìn)行烘干，然后將烘干后的工件表面使用等離子體處理進(jìn)行活化處理;驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一步處理；
第三步:鍍膜:采用氣相沉積法為工件鍍Parylene膜，Parylene原料在130°C?140°C，小于10Pa條件下蒸發(fā);在真空度為10—2-102Pa的真空室里進(jìn)行沉積，沉積速率0.1-2μm/h ；剩余氣體通過(guò)冷講捕集回收；
第四步:使用噴漆甩涂法涂覆硬防劃層:在Parylene膜外表面涂覆0.5?50ymUV紫外固化膠；
第五步:UV激光去焊接處的涂層:使用UV激光將焊接接口處Pary Iene涂層去除，然后所得的產(chǎn)品即可直接與其它的配件進(jìn)行焊接組裝。
[0012]所述的使用噴漆甩涂法涂覆硬防劃層的工藝步驟如下:
I.被粘接面必須干凈、干燥、無(wú)油脂；
2.通過(guò)噴涂、浸漬，刷涂、甩涂等方式將紫外光固化膠(0S-7035)涂覆在鋁殼表面；
3.將涂好膠的表面經(jīng)過(guò)UV光照射照射60—120秒，應(yīng)確保被粘部位都能被紫外線照到，紫外燈與被照物的距離盡可能的接近
4.1kw以上的高功率汞燈，則要保持不少于45cm的安全距離；
對(duì)經(jīng)過(guò)上述生產(chǎn)方法加工生產(chǎn)電池外殼進(jìn)行相關(guān)的絕緣、耐腐蝕、耐高溫高濕腐蝕性能測(cè)試，測(cè)試方法和結(jié)果如下:
絕緣:將外殼局部涂層去除后接耐壓儀負(fù)極，耐壓儀正極接觸電池外殼及內(nèi)壁涂層表面，電壓1000V/3000V或其他要求電壓，漏電電流0.005A，測(cè)試時(shí)間5秒，測(cè)試合格；
耐腐蝕:將涂覆后的電池殼整體浸泡在電解液中，常溫空氣條件下(25度，60RH%濕度)條件下，經(jīng)過(guò)38天，無(wú)銹蝕產(chǎn)生，無(wú)脫落現(xiàn)象，清洗烘干后，絕緣性能不下降；
耐高溫高濕腐蝕:將涂覆后的電池殼整體浸泡在電解液中，高溫高濕條件下(60度，90-95RH%濕度)條件下，經(jīng)過(guò)28天，無(wú)銹蝕產(chǎn)生，無(wú)脫落現(xiàn)象，清洗烘干后，絕緣性能不下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼，其特征在于:包括鋁層、parylene層、硬防劃層，所述的鋁層制作為電池外殼的主體部分，所述的鋁層的外側(cè)鍍parylene層后涂覆硬防劃層，所述的招層的內(nèi)側(cè)鍍parylene層，所述的parylene層包含C型parylene層和N型parylene層，以及兩者的復(fù)合層，所述的paryIene層包含聚對(duì)二甲苯和一氯代聚對(duì)二甲苯，所述的C型parylene層的厚度為20-50μηι，所述的N型parylene層的厚度為20-50μηι，所述的C型parylene層和N型parylene層的總厚度為65μηι。2.—種權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼的生產(chǎn)方法，其特征在于: 第一步:表面預(yù)處理:首先對(duì)工件的各個(gè)表面進(jìn)行噴砂預(yù)處理，對(duì)工件的表面進(jìn)行拋光、去毛刺，避免后期鍍膜出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一步處理； 第二步:清洗，活化:將上一步預(yù)處理后的工件進(jìn)行噴淋清洗后進(jìn)行脫水處理，然后進(jìn)行烘干，然后將烘干后的工件表面使用等離子體處理進(jìn)行活化處理;驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下一步處理； 第三步:鍍膜:采用氣相沉積法為工件鍍Parylene膜，Parylene原料在130°C?140°C，小于10Pa條件下蒸發(fā);在真空度為10—2-102Pa的真空室里進(jìn)行沉積，沉積速率0.1-2μm/h ；剩余氣體通過(guò)冷講捕集回收； 第四步:使用噴漆甩涂法涂覆硬防劃層:使用UV紫外固化膠在Parylene膜外表面涂覆5-10ymSi02層，所述的使用噴漆甩涂法涂覆硬防劃層的工藝步驟為:首先將鋁殼清洗，保持粘接面干凈、干燥、無(wú)油脂;然后通過(guò)噴涂、浸漬，刷涂、甩涂等方式將紫外光固化膠涂覆在鋁殼表面，將涂好膠的表面經(jīng)過(guò)UV光照射照射6Q — 12Q秒，確保被粘部位都能被紫外線照至IJ，紫外燈與被照物的距離盡可能的接近4.1kw以上的高功率汞燈，則要保持不少于45cm的安全距離； 第五步:UV激光去焊接處的涂層:使用UV激光將焊接接口處Parylene涂層去除，然后所得的產(chǎn)品即可直接與其它的配件進(jìn)行焊接組裝。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度耐腐蝕的鋰電池外殼，其特征在于：包括鋁層、parylene層、硬防劃層，所述的鋁層制作為電池外殼的主體部分，所述的鋁層的外側(cè)鍍parylene層后涂覆硬防劃層，所述的鋁層的內(nèi)側(cè)鍍parylene層。本發(fā)明的有益效果在于：增強(qiáng)了鋰電池外殼的耐腐蝕性，從而提高了鋰電池外殼的阻隔性，顯著提高了鋰電池的使用壽命，降低了鋰電池使用過(guò)程中的鼓脹、容量衰減等異常事故概率；減小了電池發(fā)生擠壓后電池外殼的破裂面積，減小電芯與外部氧氣的接觸面積，提高鋰電池的使用安全性。
【IPC分類】H01M10/052, H01M2/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105591042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610118143
【發(fā)明人】郭菲
【申請(qǐng)人】郭菲
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日