锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010240357.2 (22)申请日 2020.03.31 (71)申请人 江苏海基新能源股份有限公司 地址 214422 江苏省无锡市江阴市云亭街 道建设路55号 (72)发明人 王云鹏祝捷乔志鹏 (74)专利代理机构 江阴市扬子专利代理事务所 (普通合伙) 32309 代理人 隋玲玲 (51)Int.Cl. H01M 10/0525(2010.01) H01M 2/02(2006.01) B32B 7/12(2006.01) B32B 15/08(2006.01) B。

2、32B 15/20(2006.01) B32B 27/20(2006.01) B32B 27/28(2006.01) (54)发明名称 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜及 其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种锂离子电池用卷芯复合绝 缘导热膜及其制备方法， 包括基材、 绝缘层和粘 结剂， 所述基材为双面光金属箔， 所述绝缘层为 纳米氮化硼填充的聚酰亚胺薄膜， 纳米氮化硼填 充的聚酰亚胺绝缘膜不可燃， 替换现有PP或者 PET绝缘膜后可改善电池安全性能。 本发明的锂 离子电池用卷芯复合绝缘导热膜具有优异的导 热性能和安全性能， 能够迅速将电芯中间的热量 传导到铝壳表面， 并降低电池内部的温度。

3、梯度， 显著改善大容量电池的散热性能较差的问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 111244531 A 2020.06.05 CN 111244531 A 1.一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 包括基材、 绝缘层和粘结剂， 所述基材为双面光金属箔， 所述绝缘层为纳米氮化硼填充的聚酰亚胺薄膜。 2.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 所述双面 光金属箔为双面光铝箔或双面光铜箔。 3.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 所述绝缘层 为20%纳米氮化硼填充的聚酰亚胺薄膜。 4.根据权利要求1所述的锂离子电。

4、池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 所述粘结剂 为耐电解液硅胶粘结剂。 5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 所述双 面光金属箔厚度为6-50 m。 6.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 所述绝缘层 的厚度为5-100 m。 7.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 其特征在于： 所述粘结剂 的厚度为1-10 m。 8.一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜的制备方法， 其特征在于： 包括以下步骤： （1） 在绝缘层一侧表面挂粘结剂； （2） 将两张一侧均挂有粘结剂的绝缘层通过热压的方式粘贴到双面光金属箔的。

5、两面， 绝缘层中挂有粘结剂的一侧与双面光金属箔粘贴， 形成两张绝缘层夹一层双面光金属箔的 复合绝缘导热膜。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111244531 A 2 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于锂离子电池技术领域， 具体涉及一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热 膜及其制备方法。 背景技术 0002 目前， 为了追求比能量， 方形铝壳锂离子电池的厚度在不断增加， 电芯内部的卷芯 数量不断增多或者单个卷芯的厚度不断增加。 由于内部卷芯在充放电过程中会产生热量， 导致大量的热量积聚在电芯内部。 0003 目前主流锂离子电池电极的结构是金属集流体箔材两。

6、面涂覆活性涂层， 这种结构 的特点决定了极片在平行极片平面方向的导热性能明显大于垂直极片平面方向， 然而方形 铝壳电池主要散热方向即为与极片平面垂直的方向， 导致方形铝壳电芯的散热较为困难。 电芯在充放电过程中产生的热量大量积聚在电芯内部， 导致电芯内部温度梯度明显。 温度 对锂离子电池的充放电影响较大， 温度越高， 锂离子在电解液中的穿梭阻抗越低， 在合理的 范围内， 温度越高的区域正负极脱嵌锂活性越大， 阻抗低， 而温度低的区域正负极脱嵌锂阻 抗则相对较大， 容易导致局部过充放， 加速电池的老化。 因此， 电芯内部所有参与脱嵌锂的 微单元之间的温度一致性越高， 电池寿命越大。 0004 目。

7、前大容量方形铝壳锂离子电池使用的裸电芯绝缘膜主要材料为聚丙烯 （PP） 和 聚对苯二甲酸乙二醇酯 （PET） ， 两者均为可燃有机高分子材料， 导热性能较差， 同时在电池 热失控的时候燃烧， 增加热失控时电池热量的释放。 0005 中国专利CN 109980131A公开了一种锂离子用高导热性绝缘膜及其制备方法， 高 导热性绝缘膜包括重量比为60%90%的聚丙烯材料和40%10%的高导热系数材料， 使其具备 导热性和绝缘性双重特性， 但其绝缘膜中主要材料为聚丙烯， 为可燃有机高分子材料， 在电 池热失控时增加热量释放， 安全性低。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种锂离子电池用卷芯复合绝。

8、缘导热膜， 具有优异的导热性 能和安全性能， 能够迅速将电芯中间的热量传导到铝壳表面， 并降低电池内部的温度梯度， 显著改善大容量电池的散热性能较差的问题。 0007 本发明解决上述问题所采用的技术方案为： 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热 膜， 包括基材、 绝缘层和粘结剂， 所述基材为双面光金属箔， 所述绝缘层为纳米氮化硼填充 的聚酰亚胺薄膜。 0008 优选的， 所述双面光金属箔为双面光铝箔或双面光铜箔。 0009 优选的， 所述绝缘层为20%纳米氮化硼填充的聚酰亚胺薄膜。 0010 优选的， 所述粘结剂为耐电解液硅胶粘结剂。 0011 优选的， 所述双面光金属箔厚度为6-50 m。 00。

9、12 优选的， 所述绝缘层的厚度为5-100 m。 说明书 1/3 页 3 CN 111244531 A 3 0013 优选的， 所述粘结剂的厚度为1-10 m。 0014 本发明的另一个目的是提供一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜的制备方法， 包括以下步骤： （1） 在绝缘层一侧表面挂粘结剂。 0015 （2） 将两张一侧均挂有粘结剂的绝缘层通过热压的方式粘贴到双面光金属箔的两 面， 绝缘层中挂有粘结剂的一侧与双面光金属箔粘贴， 形成两张绝缘层夹一层双面光金属 箔的复合绝缘导热膜。 0016 与现有技术相比， 本发明的优点在于： （1） 本发明充分考虑到大容量锂离子电池的散射的困难， 本发明。

10、电芯绝缘膜具有优异 的导热性能， 纳米氮化硼填充的聚酰亚胺薄膜在垂直膜面方向 （截面方向） 的导热能力是相 同厚度的PP绝缘层的8-15倍， 在水平膜面方向 （膜面方向） 的导热能力是相同厚度的PP绝缘 层的6-12倍， 绝缘层夹层中间的铜或铝箔充分发挥水平方向的导热能力， 在完成对铝壳和 裸电芯之间绝缘的同时， 降低电池内部的温度梯度， 促进电池内部热量的排出。 0017 （2） 本发明中使用的纳米氮化硼填充的聚酰亚胺绝缘膜不可燃， 替换现有PP或者 PET绝缘膜后可改善电池安全性能。 附图说明 0018 图1为本发明的卷芯复合绝缘导热膜的结构示意图。 0019 其中， 1为20%纳米氮化硼。

11、填充的聚酰亚胺薄膜， 2为双面光金属箔， 3为耐电解液硅 胶粘结剂。 0020 图2为本发明卷芯复合绝缘导热膜在方形铝壳电芯中的结构示意图。 0021 其中， 1为卷芯， 2为卷芯绝缘膜， 3为铝壳。 具体实施方式 0022 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 0023 如图1所示， 本实施例中的卷芯复合绝缘导热膜的结构示意图。 0024 实施例1 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 所述基材为6 m双面光铜箔， 所述绝缘层为厚 度为25 m 的20%纳米氮化硼填充聚酰亚胺导热绝缘膜， 所述粘结剂为耐电解液硅胶粘结 剂。 0025 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜的制备方法， 包。

12、括以下步骤： （1） 在绝缘膜一侧表面挂1-2 m耐电解液硅胶粘结剂。 0026 （2） 将两张一侧挂有硅胶粘结剂的绝缘膜通过热压的方式粘贴到双面光铜箔的两 面， 形成两张绝缘膜夹一层金属箔材的复合绝缘导热膜。 0027 实施例2 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜， 所述基材为8 m双面光铜箔， 所述绝缘层为厚 度为50 m 的20%纳米氮化硼填充聚酰亚胺绝缘膜， 所述粘结剂为耐电解液硅胶粘结剂。 0028 一种锂离子电池用卷芯复合绝缘导热膜的制备方法， 包括以下步骤： （1） 在绝缘膜一侧表面挂1-2 m耐电解液硅胶粘结剂。 说明书 2/3 页 4 CN 111244531 A 4 002。

13、9 （2） 将两张一侧挂有硅胶粘结剂的绝缘膜通过热压的方式粘贴到双面光铜箔的两 面， 形成两张绝缘膜夹一层金属箔材的复合绝缘导热膜。 0030 性能测试 为了验证发明效果， 对实施例1、 实施例2以及常规绝缘膜 （150 mPP绝缘膜） 进行电芯实 际导热性能测试， 将制得的复合绝缘导热膜按照图2的方式添加到厚、 宽、 长分别为27mm、 148mm、 97mm(总高)的方形铝壳电芯中， 对连续5次充放电循环铝壳表面温度进行测试， 测试 结果如下表1、 表2所示： 表1 室温下电芯充放电过程中的铝壳表面温度 样品第1循环结束铝壳表面温度 （） 第2循环结束铝壳表面温度 （） 第3循环结束铝壳表。

14、面温度 （） 第4循环结束铝壳表面温度 （） 第5循环结束铝壳表面温度 （） 常规绝缘 膜 27.531.434.036.738.8 实施例130.334.335.135.535.3 实施例231.634.434.934.734.8 表2 循环结束后铝壳表面温度 样品循环结束后0h铝壳表面温度 （） 循环结束后0.5h铝壳表面温度 （） 循环结束后1h铝壳表面温度 （） 循环结束后3h铝壳表面温度 （） 循环结束后5h铝壳表面温度 （） 常规绝缘 膜 38.838.537.131.925.6 实施例135.333.430.625.724.9 实施例234.831.627.525.525.2 测试结果表明： 本发明卷芯复合绝缘导热膜在充放电过程中能够快速地将电芯内部的 热量传递到电芯铝壳表面， 进而通过铝壳快速地将将热量散发出去。 0031 除上述实施例外， 本发明还包括有其他实施方式， 凡采用等同变换或者等效替换 方式形成的技术方案， 均应落入本发明权利要求的保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 111244531 A 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 111244531 A 6 。