一种防腐耐压的锂电池外壳及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池外壳，其具体涉及一种防腐耐压的锂电池外壳及其生产方法。
【背景技术】
[0002]锂电池以其比能量高、安全性好、循环寿命长、环境友好等优点被广泛应用于电子、通讯、电动工具、电动车辆、储能、航空航天等领域。锂离子电池包括电池外壳及电池外壳内的正极、集流体、隔膜、电解液及负极，电池外壳主要用于保护电池内部电芯，防止外界氧气及水分等与电池内部电极和电解液等材料接触。现有的大多数锂电池外壳采用钢壳、铝壳等金属外壳、铝塑膜软包装外壳或者塑料外壳，但金属外壳重量大、耐腐蚀性和电绝缘性不好;塑料外壳虽然重量轻、耐腐蚀性和电绝缘性好，但是由于电池外壳采用的材料为改性高分子材料，这种高分子材料受高分子链段的移动性及分子链段的自由体积影响，其对外部水分及氧气的阻隔性不好，从而使电池易产生鼓胀和电极腐蚀;铝塑膜软包装外壳虽然阻隔性好但是不适于大容量动力锂电池。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提出一种防腐耐压的锂电池外壳及其生产方法，提供的电池外壳具有优越的防腐性能，且其具有良好的耐撞击性和可靠的绝缘性。
[0004]为了解决上述问题，本发明提供防腐耐压的锂电池外壳采用了如下的技术方案:一种防腐耐压的锂电池外壳，其特征在于:包括铝层、parylene层、硬防划层，所述的铝层制作为电池外壳的主体部分，所述的铝层的外侧先镀parylene层然后涂覆硬防划层，所述的招层的内侧镀parylene层，所述的parylene层包含C型parylene层和N型parylene层，以及两者的复合层，所述的parylene层包含聚对二甲苯和一氯代聚对二甲苯，所述的C型parylene层的厚度为20-40μηι，所述的N型parylene层的厚度为20-40μηι，所述的C型parylene层和N型parylene层的总厚度为55μηι。
[0005]上述一种防腐耐压的锂电池外壳的生产方法如下:
第一步:表面预处理:首先对工件的各个表面进行喷砂预处理，对工件的表面进行抛光、去毛刺，避免后期镀膜出现不均匀的现象，验收合格后，进行下一步处理；
第二步:清洗，活化:将上一步预处理后的工件进行清洗后进行脱水处理，然后进行烘干，对工件表面的油污和其它杂质清洗干净;然后将烘干后的工件表面使用偶联剂作为活化剂进行活化处理;验收合格后，进行下一步处理；
第三步:掩膜:将上一步处理后的工件待处理面贴胶带处理或者涂覆适量的胶处理，静置0.5-1小时后，检查是否有漏掩及错掩现象，不良品用箭头贴标示后放到不良品盒中待处理；
第四步:镀膜:采用气相沉积法为工件镀Parylene膜，Parylene原料在130°C?140°C，小于10Pa条件下蒸发；在真空度为10—2-102Pa的真空室里进行沉积，沉积速率0.l-2ym/h ；剩余气体通过冷讲回收；
第五步:使用溶胶凝胶法涂覆硬防划层:使用溶胶凝胶法在Parylene膜外表面涂覆5-1OymS12层，所述的溶胶凝胶法涂覆硬防划层工艺为:首先，将处理剂用水、异丙醇、丁基乙二醇等醇稀释;然后，将稀释后的处理剂与粘接剂、助剂tegO-Wet280和丙烯酸树脂复配;接着，通过喷涂、浸渍，刷涂等方式涂覆在铝壳表面;最后室温干燥至少20分钟后，150?220度条件下烘烤形成完全交联状态，保持膜厚在0.5?50μπι之间；
第六步:去掩膜:将第三步中掩膜撕去，所得的产品即可直接与其它的配件进行焊接组装。
[0006]本发明的有益效果在于:提供了一种防腐耐压的锂电池外壳其具有优越的防电解液腐蚀性能，且具有良好的耐撞击性和可靠的绝缘性。因其铝外壳的壳壁内外表面均镀有parylene的C层和N层，且在parylene层外层涂覆了硬防划层，如此则没有金属裸露在锂电池外壳壳壁的表面上，增强了锂电池外壳的绝缘可靠性和耐腐蚀性，并进一步提高了锂电池外壳的阻隔性，显著提高了锂电池的使用寿命，降低了锂电池使用过程中的鼓胀、容量衰减等异常事故概率；同时由于硬防划层的阻挡，减小了电池发生挤压及表面划擦后电池外壳的破裂面积，保证了使用可靠性，减小电芯与外部氧气的接触面积，从而降低了大容量电池发生燃烧的几率，提高锂电池的安全性。
【附图说明】
[0007]图1为本发明提供的防腐耐压的锂电池外壳的实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]为了更清楚的理解本发明提供的技术方案，下面结合附图和具体的实施例做进一步的说明。
[0009]如图1所示，本发明提供的防腐耐压的锂电池外壳的优选实施例，其特征在于:包括铝层l、parylene层2、硬防划层3，所述的铝层I制作为电池外壳的主体部分，所述的铝层I的外侧镀parylene层2后涂覆硬防划层3，所述的招层I的内侧镀parylene层2，所述的parylene层2包含C型parylene层21和N型parylene层22，以及两者的复合层23，所述的parylene层2包含聚对二甲苯和一氯代聚对二甲苯，所述的C型parylene层21的厚度为20-40μηι，所述的N型parylene层22的厚度为20-40μηι，所述的C型parylene层21和N型parylene层22的总厚度为55μπι。
[0010]实施例1:
上述一种防腐耐压的锂电池外壳的生产方法如下:
第一步:表面预处理:首先对铝层I制作的电池外壳的主体部分的各个表面进行喷砂预处理，对工件的表面进行抛光、去毛刺，避免后期镀膜出现不均匀的现象，验收合格后，进行下一步处理；
第二步:清洗，活化:将上一步预处理后的工件进行清洗后进行脱水处理，然后进行烘干，对工件表面的油污和其它杂质清洗干净;然后将烘干后的工件表面使用偶联剂作为活化剂进行活化处理;验收合格后，进行下一步处理；
第三步:掩膜:将上一步处理后的工件待处理面贴胶带处理或者涂覆适量的胶处理，静置0.5-1小时后，检查是否有漏掩及错掩现象，不良品用箭头贴标示后放到不良品盒中待处理；
第四步:镀膜:采用气相沉积法为工件镀Parylene膜，Parylene原料在130°C?140°C，小于10Pa条件下蒸发；在真空度为10—2-102Pa的真空室里进行沉积，沉积速率
0.l-2ym/h ；剩余气体通过冷讲回收；
第五步:使用溶胶凝胶法涂覆硬防划层:使用溶胶凝胶法在Parylene膜外表面涂覆5-1OymS12 层；
第六步:去掩膜:将第三步中掩膜撕去，所得的产品即可直接与其它的配件进行焊接组装。
[0011 ]所述的溶胶凝胶法涂覆硬防划层工艺如下:
1.将处理剂用水、异丙醇、丁基乙二醇等醇稀释；
2.再将稀释后的处理剂与粘接剂、助剂(如tegO-Wet280)和树脂(如丙烯酸树脂)复配；
3.通过喷涂、浸渍，刷涂等方式涂覆在铝壳表面；
4.先室温干燥至少20分钟，然后150?220度条件下烘烤形成完全交联状态，最后膜厚在
0.5?50um之间ο
[0012]对经过上述生产方法加工生产电池外壳进行相关的绝缘、耐腐蚀、耐高温高湿腐蚀性能测试，测试方法和结果如下:
绝缘:将外壳局部涂层去除后接耐压仪负极，耐压仪正极接触电池外壳及内壁涂层表面，电压1000V/3000V或其他要求电压，漏电电流0.005A，测试时间5秒，测试合格；
耐腐蚀:将涂覆后的电池壳整体浸泡在电解液中，常温空气条件下(25度，60RH%湿度)条件下，经过38天，无锈蚀产生，无脱落现象，清洗烘干后，绝缘性能不下降；
耐高温高湿腐蚀:将涂覆后的电池壳整体浸泡在电解液中，高温高湿条件下(60度，90-95RH%湿度)条件下，经过28天，无锈蚀产生，无脱落现象，清洗烘干后，绝缘性能不下降。
【主权项】
1.一种防腐耐压的锂电池外壳，其特征在于:包括铝层、parylene层、硬防划层，所述的铝层制作为电池外壳的主体部分，所述的铝层的外侧镀parylene层后涂覆硬防划层，所述的招层的内侧镀parylene层，所述的parylene层包含C型parylene层和N型parylene层，以及两者的复合层，所述的parylene层包含聚对二甲苯和一氯代聚对二甲苯，所述的C型parylene层的厚度为20-40μηι，所述的N型parylene层的厚度为20-40μηι，所述的C型parylene层和N型parylene层的总厚度为55μηι。2.—种权利要求1所述的防腐耐压的锂电池外壳的生产方法，其特征在于: 第一步:表面预处理:首先对工件的各个表面进行喷砂预处理，对工件的表面进行抛光、去毛刺，避免后期镀膜出现不均匀的现象，验收合格后，进行下一步处理； 第二步:清洗，活化:将上一步预处理后的工件进行清洗后进行脱水处理，然后进行烘干，对工件表面的油污和其它杂质清洗干净;然后将烘干后的工件表面使用偶联剂作为活化剂进行活化处理;验收合格后，进行下一步处理； 第三步:掩膜:将上一步处理后的工件待处理面贴胶带处理或者涂覆适量的胶处理，静置0.5-1小时后，检查是否有漏掩及错掩现象，不良品用箭头贴标示后放到不良品盒中待处理； 第四步:镀膜:采用气相沉积法为工件镀Parylene膜，Parylene原料在130°C?.140°C，小于10Pa条件下蒸发；在真空度为10—2-102Pa的真空室里进行沉积，沉积速率.0.l-2ym/h ；剩余气体通过冷讲回收； 第五步:使用溶胶凝胶法涂覆硬防划层:使用溶胶凝胶法在ParyIene膜外表面涂覆5-1OymS12层，所述的溶胶凝胶法涂覆硬防划层工艺为:首先，将处理剂用水、异丙醇、丁基乙二醇等醇稀释;然后，将稀释后的处理剂与粘接剂、助剂tegO-Wet280和丙烯酸树脂复配;接着，通过喷涂、浸渍，刷涂等方式涂覆在铝壳表面;最后室温干燥至少20分钟后，150?220度条件下烘烤形成完全交联状态，保持膜厚在0.5?50μπι之间； 第六步:去掩膜:将第三步中掩膜撕去，所得的产品即可直接与其它的配件进行焊接组装。
【专利摘要】本发明提供了一种防腐耐压的锂电池外壳，其特征在于：包括铝层、parylene层、硬防划层，所述的铝层制作为电池外壳的主体部分，所述的铝层的外侧镀parylene层后涂覆硬防划层，所述的铝层的内侧镀parylene层。本发明的有益效果在于：显著提高了锂电池的使用寿命，降低了锂电池使用过程中的鼓胀、容量衰减等异常事故概率；减小了电池发生挤压后电池外壳的破裂面积，减小电芯与外部氧气的接触面积，提高锂电池的使用安全性。
【IPC分类】H01M2/02, H01M10/052
【公开号】CN105552254
【申请号】CN201610118290
【发明人】郭菲
【申请人】郭菲
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月2日