本發(fā)明屬于電池術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種熱熔膜、電芯以及電池。
背景技術(shù):
1、鋼殼鋰離子電池相比軟包電池具有更高的耐沖擊強(qiáng)度,安全性能高,但強(qiáng)度高的同時(shí)帶來的熱失控風(fēng)險(xiǎn)也同步增加;鋼殼電池本身形變小,當(dāng)電芯高溫下內(nèi)部急速產(chǎn)氣產(chǎn)熱,無法得到釋放,容易引起電芯燃燒;因此在鋼殼的某一側(cè)面增加泄壓閥,使電芯達(dá)到一定溫度可以通過泄壓閥處開口散熱,避免電芯起火,但同時(shí)該方法給電芯帶來安全隱患,泄壓閥處容易發(fā)生漏液或水分進(jìn)入導(dǎo)致電芯鼓脹問題。
2、因此,提供一種兼具良好密封性能、耐沖擊性能以及安全性能的電池成為需待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種熱熔膜、電芯以及電池,本發(fā)明提供的熱熔膜應(yīng)用于電池中,使電池兼具良好密封性能、耐沖擊性能以及安全性能。
2、本發(fā)明提供了一種熱熔膜,對(duì)所述熱熔膜厚度方向施加0.1n的力,并以5℃/min的升溫速率升溫,在100℃條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≤14%;在200℃的條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≥95%。
3、優(yōu)選的,在所述熱熔膜的xrd譜圖中,2θ角度位置在10°~20°間存在至少3個(gè)特征峰,包括分別為2θ角度為13.5~14.5°的第一衍射峰,2θ角度為16.3~17.3°的第二衍射峰和2θ角度為17.9~18.9°的第三衍射峰;
4、和/或,在20°~30°間存在至少1個(gè)特征峰;
5、優(yōu)選地,在所述熱熔膜的xrd譜圖中,特征峰的總面積占xrd譜圖中總的峰面積的20%~70%。
6、優(yōu)選的,在氮?dú)鈿夥諚l件下,自25℃開始升溫,升溫速率為5℃/min,對(duì)所述熱熔膜進(jìn)行tg熱重測(cè)試,溫度達(dá)到400℃時(shí),熱熔膜的失重率≤5%,溫度達(dá)到600℃時(shí),熱熔膜的失重率≥99%。
7、優(yōu)選的,所述熱熔膜包括聚烯烴類化合物;
8、優(yōu)選地,所述熱熔膜包括聚丙烯、聚乙烯、酸酐改性聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、丁烯乙烯共聚物和茂金屬改性聚丙烯中的一種或多種。
9、優(yōu)選的,所述熱熔膜為單層結(jié)構(gòu),單層結(jié)構(gòu)的熱熔膜的熔點(diǎn)為90~130℃。
10、優(yōu)選的,所述熱熔膜包括依次設(shè)置的第一膜層、支撐層和第二膜層;
11、所述第一膜層的熔點(diǎn)為90~135℃;
12、所述支撐層的熔點(diǎn)為120~170℃;
13、所述第二膜層的熔點(diǎn)為90~135℃;
14、優(yōu)選的,所述第一膜層、支撐層和第二膜層的厚度比為(0.5~5):1:(0.5~5),進(jìn)一步優(yōu)選為(1~3):1:(1~3)。
15、本發(fā)明還提供了一種電芯,包括:
16、殼體,所述殼體設(shè)置有注液孔;
17、泄壓閥,所述泄壓閥覆蓋所述注液孔,所述泄壓閥包括第一金屬材料層、第二金屬材料層以及設(shè)置于所述第一金屬材料層和第二金屬材料層之間的熱熔膜,所述熱熔膜包括權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述的熱熔膜。
18、優(yōu)選的,對(duì)所述泄壓閥厚度方向施加0.1n的力,并以5℃/min的升溫速率逐步升溫,在100℃以內(nèi),所述泄壓閥厚度方向的壓縮形變百分比≤1%,在100℃~200℃,所述泄壓閥厚度方向的壓縮形變百分比為7%~23%。
19、優(yōu)選的,所述熱熔膜與第一金屬材料層連接,所述熱熔膜表面且與第一金屬材料層連接的一面包括c元素和o元素,c元素和o元素的質(zhì)量比在90:10~99.9:0.1之間;
20、和/或,所述熱熔膜與第二金屬材料層連接,在所述熱熔膜表面且與第二金屬材料層連接的一面包括c元素和o元素,c元素和o元素的質(zhì)量比在90:10~99.9:0.1之間。
21、優(yōu)選的,所述熱熔膜在第一金屬材料層表面的外溢膜面積為0.03~3.5mm2,優(yōu)選為0.2~3mm2;
22、所述熱熔膜在第二金屬材料層表面的內(nèi)溢膜的面積為0.01~2.7mm2,優(yōu)選為0.3~1.3mm2。
23、優(yōu)選的,所述第一金屬材料層表面且與熱熔膜接觸的一面設(shè)置有第一膜層;所述第一膜層的達(dá)因值≥24;
24、和/或,所述第二金屬材料層表面且與熱熔膜接觸的一面設(shè)置有第二膜層;所述第二膜層的達(dá)因值≥24。
25、優(yōu)選的,第一金屬材料層與第二金屬材料層包括鎳、鎳合金或銅鍍鎳。
26、優(yōu)選地,所述第二金屬材料層與所述電芯的殼體連接;
27、所述第二金屬材料層設(shè)置有第一泄壓孔;
28、所述熱熔膜設(shè)置有第二泄壓孔;
29、優(yōu)選的,所述殼體包括第一側(cè)壁,所述注液孔設(shè)置于第一側(cè)壁,所述泄壓閥覆蓋所述注液孔,所述泄壓閥的第二金屬片一側(cè)與所述第一側(cè)壁連接,所述第二金屬片背離殼體的一側(cè)與熱熔膜連接,所述熱熔膜層背離第二金屬片的一側(cè)與第一金屬片連接。
30、本發(fā)明還提供了一種電池,包括上述電芯。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供了一種熱熔膜,對(duì)所述熱熔膜厚度方向施加0.1n的力,并以5℃/min的升溫速率逐步升溫,在100℃條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≤14%;在200℃的條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≥97%。本發(fā)明通過控制在100℃條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比從而避免電芯低溫下熱熔膜已經(jīng)發(fā)生熱熔,導(dǎo)致泄壓閥處粘接力降低,容易發(fā)生漏液,開口;因此,本發(fā)明限定100℃壓縮比限定在14%以內(nèi),后續(xù)升溫?zé)崛勰た沙掷m(xù)壓縮,直至200℃,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≥97%,泄壓閥在高溫下熱熔,提供散熱通道,提高電池的安全性能。
1.一種熱熔膜,其特征在于,對(duì)所述熱熔膜厚度方向施加0.1n的力,并以5℃/min的升溫速率升溫,在100℃條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≤14%;在200℃的條件下,所述熱熔膜的壓縮形變百分比≥95%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔膜,其特征在于,在所述熱熔膜的xrd譜圖中,2θ角度位置在10°~20°間存在至少3個(gè)特征峰,包括分別為2θ角度為13.5~14.5°的第一衍射峰,2θ角度為16.3~17.3°的第二衍射峰和2θ角度為17.9~18.9°的第三衍射峰;
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔膜,其特征在于,在氮?dú)鈿夥諚l件下,自25℃開始升溫,升溫速率為5℃/min,對(duì)所述熱熔膜進(jìn)行tg熱重測(cè)試,溫度達(dá)到400℃時(shí),熱熔膜的失重率≤5%,溫度達(dá)到600℃時(shí),熱熔膜的失重率≥99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔膜,其特征在于,所述熱熔膜包括聚烯烴類化合物;
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔膜,其特征在于,所述熱熔膜為單層結(jié)構(gòu),單層結(jié)構(gòu)的熱熔膜的熔點(diǎn)為90~130℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔膜,其特征在于,所述熱熔膜包括依次設(shè)置的第一膜層、支撐層和第二膜層;
7.一種電芯,其特征在于,包括:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電芯,其特征在于,對(duì)所述泄壓閥厚度方向施加0.1n的力,并以5℃/min的升溫速率逐步升溫,在100℃以內(nèi),所述泄壓閥厚度方向的壓縮形變百分比≤1%,在100℃~200℃,所述泄壓閥厚度方向的壓縮形變百分比為7%~23%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電芯,其特征在于,所述熱熔膜與第一金屬材料層連接,所述熱熔膜表面且與第一金屬材料層連接的一面包括c元素和o元素,c元素和o元素的質(zhì)量比在90:10~99.9:0.1之間;
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電芯,其特征在于,所述熱熔膜在第一金屬材料層表面的外溢膜面積為0.03~3.5mm2,優(yōu)選為0.2~3mm2;
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電芯,其特征在于,所述第一金屬材料層表面且與熱熔膜接觸的一面設(shè)置有第一膜層;所述第一膜層的達(dá)因值≥24;
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電芯,其特征在于,第一金屬材料層與第二金屬材料層包括鎳、鎳合金或銅鍍鎳;
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電芯,其特征在于,所述殼體包括第一側(cè)壁,所述注液孔設(shè)置于第一側(cè)壁,所述泄壓閥覆蓋所述注液孔,所述泄壓閥的第二金屬片一側(cè)與所述第一側(cè)壁連接,所述第二金屬片背離殼體的一側(cè)與熱熔膜連接,所述熱熔膜層背離第二金屬片的一側(cè)與第一金屬片連接。
14.一種鋰離子二次電池,其特征在于,包括權(quán)利要求7~13任意一項(xiàng)所述的電芯。