本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种阻燃封装包及其锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池在新能源汽车领域的应用日趋广泛，然而锂离子电池安全事故的报道也明显增多，锂离子电池发生安全事故的起因一般为机械滥用导致的电池内部短路、长期在高温环境中或者过充过放导致的电池热失控等。cn201310486020.x中公开了一种通过在电池内置含磷系阻燃添加剂的封装胶囊，在锂离子电池发生热失控时，封装胶囊的囊壁发生破裂使得封装胶囊的囊芯材料即磷系阻燃添加剂被释放出来以实现阻燃并改善锂离子电池的安全性能。
但是含磷系阻燃添加剂的封装胶囊并不能在电池热失控前就消除电池热失控的危险，仅能延缓热失控的过程，依然有部分含磷系阻燃添加剂封装胶囊的测试电池发生起火。含磷系阻燃添加剂的封装胶囊不能有效组织热失控的原因在于磷系阻燃添加剂的阻燃机制是自由基阻燃机理，磷系阻燃添加剂的沸点一般为200℃，这就意味着电池已经发生热失控了阻燃剂才会发生作用。
因此，亟需一种新的技术方案来消除锂离子电池热失控的危险。
技术实现要素：
本公开的目的是提供一种锂电子电池，该锂电子电池发生热失控的概率极低。
为了实现上述目的，本公开提供一种阻燃封装包，包括封装包壁和包裹在封装包内的阻燃物质，所述封装包壁包括具有封口且不溶于电解质的外层膜和封闭所述封口的密封膜条；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质包裹在所述封装包内，且所述密封膜条能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
本公开还提供了一种阻燃封装包的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
s1、将一片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜对折贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；或者，将两片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜彼此贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；
其中，未封闭的封口(3)上设置有处于非封闭状态的密封膜条(2)；
所述处于非封闭状态的密封膜条(2)的部分或全部仅与所述未封闭的封口(3)的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口(3)的另外一侧内表面结合；
s2、在所述预制膜袋中填入阻燃物质；
s3、通过热压封闭所述未封闭的封口(3)，形成封装包壁；
其中，所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质(4)包裹在所述封装包内，且所述密封膜条(2)能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
本公开还提供了如上所述的制备方法制备得到的阻燃封装包。
本公开还提供了一种含有上述封装包的锂离子电池。所述锂离子电池除了内含有上述封装包外，还可以包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜。
通过上述技术方案，本公开提供的封装包壁的密封膜条封闭所述封口制备得到封装包，所述封装包可以在100～170℃条件下发生软化，在到达电池大概率发生热失控的温度前使封装包发生破裂释放出囊芯内的阻燃物质，从而增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是封装包横截面结构图。
附图标记说明
1外层膜2密封膜条
3封口4阻燃物质
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指封装包的内外。
本公开第一方面提供了一种阻燃封装包，包括封装包壁和包裹在封装包内的阻燃物质4，所述封装包壁包括具有封口3且不溶于电解质的外层膜1和封闭所述封口3的密封膜条2；所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质4包裹在所述封装包内，且所述密封膜条2能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
通过上述技术方案，所述密封膜条可以通过热熔接在所述外层膜的内侧封闭所述封装包，使所述封装包可以在100～170℃条件下发生熔融，在到达电池大概率发生热失控的温度前使封装包发生破裂释放出囊芯内的阻燃物质，从而增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生。
根据本公开第一方面，为了保持封装包正常使用情况下的稳定性，所述外层膜的拉伸强度可以高于所述密封膜条的拉伸强度；所述外层膜的拉伸强度可以为50～4000mpa；所述密封膜条的软化温度可以为100～170℃。
所述外层膜的拉伸强度是按照gbt13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》的规定，在湿度为20％、温度为25℃且拉伸速度为25mm/min的条件下测定的。所述密封膜条的软化温度是按照gb/t1633《热塑性塑料软化温度(vst)的测定》的规定，在使用10n的力、加热速率为50℃/h的条件下测定的。
根据本公开第一方面，为了保持所述封装包的性能，所述外层膜的材料可以选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种；所述密封膜条的材料可以选自聚乙烯、聚氯乙烯和烯烃共聚物中的至少一种；选用上述材料制成的高分子复合膜的拉伸强度和密封膜条软化温度适合于制作封装包。
根据本公开的第一方面，所述外层膜1形成为具有封口3且为袋状结构的预制膜袋并装填有所述阻燃物质4，并且所述封口3的两侧内表面结合在所述密封膜条2的两侧外表面上；
优选情况下，所述预制膜袋为一片所述外层膜对折贴合并部分封闭对应边缘同时预留未封闭的封口3后形成的预制膜袋；
或者，所述预制膜袋为两片所述外层膜彼此贴合并部分封闭对应边缘同时预留未封闭的封口3后形成的预制膜袋；
其中，未封闭的封口3上设置有处于非封闭状态的密封膜条2；
所述处于非封闭状态的密封膜条2的部分或全部仅与所述未封闭的封口3的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口3的另外一侧内表面结合。
根据本公开第一方面，为了防止电池中溶剂挥发闪燃，所述阻燃物质优选磷酸三甲酯、甲基磷酸二甲酯、三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯、三-(2,2,2)-三氟乙基磷酸酯和膦腈中的至少一种；以所述封装包的重量为100％计，所述阻燃物质的含量为10-50％；该用量的三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯可以达到较好的阻燃效果，并且三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯不影响锂离子电池的安全性。
根据本公开第一方面，作为本公开的另一种优选地技术方案，为了使电池在热失控前能够被涨破失效，所述阻燃物质还含有可在100-130℃分解产生二氧化碳的物质；优选地，所述以所述封装包的重量为100％计，所述能够分解产生二氧化碳物质的含量可以为10～50％。
根据本公开第一方面，所述能够分解产生二氧化碳的物质可以选自乙酸酐、碳酸铵、碳酸氢钠、丙二酸和碱式碳酸铜中的至少一种。
本公开第二方面提供了一种阻燃封装包的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
s1、将一片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜对折贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；或者，将两片至少部分边缘结合有密封膜条的外层膜彼此贴合，然后部分封闭对应边缘，同时预留未封闭的封口，形成预制膜袋；
其中，未封闭的封口3上设置有处于非封闭状态的密封膜条2；
所述处于非封闭状态的密封膜条2的部分或全部仅与所述未封闭的封口3的一侧内表面结合，而不与所述未封闭的封口3的另外一侧内表面结合；
s2、在所述预制膜袋中填入阻燃物质；
s3、通过热压封闭所述未封闭的封口3，形成封装包壁；
其中，所述封装包壁能够在低于100℃的温度下保持结构稳定以将所述阻燃物质4包裹在所述封装包内，且所述密封膜条2能够在100～170℃发生软化并破裂，从而导致所述封装包壁破裂并使得所述封装包内的阻燃物质释放至所述封装包外。
根据本公开第二方面，为了保持封装包正常使用情况下的稳定性，所述外层膜的拉伸强度可以高于所述密封膜条的拉伸强度；所述外层膜的拉伸强度可以为50～4000mpa；所述密封膜条的软化温度可以为100～170℃。
根据本公开第二方面，为了保持所述封装包的性能，所述外层膜的材料可以选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚酰亚胺和聚丙烯中的至少一种；所述密封膜条的材料可以选自聚乙烯、聚氯乙烯和烯烃共聚物中的至少一种；选用上述材料制成的高分子复合膜的拉伸强度和密封膜条软化温度适合于制作封装包。
根据本公开第二方面，为了防止电池中溶剂挥发闪燃，所述阻燃物质优选磷酸三甲酯、甲基磷酸二甲酯、三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯、三-(2,2,2)-三氟乙基磷酸酯和膦腈中的至少一种；以所述封装包的重量为100％计，所述阻燃物质的含量为10-50％；该用量的三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯可以达到较好的阻燃效果，并且三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯不影响锂离子电池的安全性。
根据本公开第二方面，作为本公开的另一种优选地技术方案，为了使电池在热失控前能够被涨破失效，所述阻燃物质还含有可在100～130℃分解产生二氧化碳的物质；优选地，所述以所述封装包的重量为100％计，所述能够分解产生二氧化碳物质的含量可以为10～50％。
根据本公开第二方面，所述能够分解产生二氧化碳的物质可以选自乙酸酐、碳酸铵、碳酸氢钠、丙二酸和碱式碳酸铜中的至少一种。
本公开第三方面提供了一种使用如上所述的制备方法制备得到的阻燃封装包。
本公开第四方面提供了一种含有上述封装包的锂离子电池。
所述锂离子电池除了内含有上述封装包外，还可以包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜。其中锂离子电池的正极片、负极片和隔膜的制备以及锂离子电池的组装可以采用本领域技术人员常规使用的各种方法，本公开对此没有特别的限制。
根据本公开第四方面，为了使锂离子电池的安全性能提高，同时对锂离子电池的能量密度不产生大的影响，所述封装包与锂离子电池电解液的重量比为1：(4～99)；优选地，所述封装包与锂离子电池电解液的重量比为1：(5～19)。
下面通过实施例进一步说明本公开，但是本公开并不因此受到任何限制。
实施例1
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为50μm拉伸强度为3000mpa的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为30μm软化温度为120℃的聚乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入1.2g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片的制备：
将licoo2与乙炔黑、聚偏氟乙烯按85：10：5的重量比混合均匀，加入溶剂，制成正极浆料，均匀涂布在铝箔上，干燥并辊轧制得正极片。
(3)负极片的制备：
将p15b石墨与丁苯橡胶(sbr)、羧甲基纤维素(cmc)以100：3：2的重量比混合均匀，加入溶剂，制成负极浆料，均匀涂布在铜箔上，干燥并辊压值得负极片。
(4)电解液的制备：
氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸乙烯酯(vc)以5：45：25：23：2的质量比混合，在该混合溶剂中，加入溶质lipf6制成1.0mol/l的电解液。
(5)电池的装配
软包电池制备：将本实施例中制备得到的正极片、负极片、电解液与celgard2300型微孔隔膜组装成软包电池；在氩气手套箱中加入本实施例第(1)步骤中配制的封装包，密封后制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例2
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为60μm拉伸强度为4000mpa的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为20μm软化温度为120℃的聚乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.1g碳酸铵与1.3g磷酸三甲酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例3
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为80μm拉伸强度为4000mpa的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为20μm软化温度为120℃的聚乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.3g乙酸酐与1.1g甲基磷酸二甲酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例4
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为80μm拉伸强度为4000mpa的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为10μm软化温度为120℃的聚乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.2g碳酸氢钠与1.2g膦腈后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例5
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为70μm拉伸强度为2000mpa的聚氨酯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为20μm软化温度为100℃的聚氯乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.2g丙二酸与1.3g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的含有封装包的锂离子电池。
实施例6
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为60μm拉伸强度为4000mpa的聚酰亚胺膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为20μm软化温度为120℃的聚乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.1g碳酸铵与1.2g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例7
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为60μm拉伸强度为500mpa的聚丙烯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为20μm软化温度为120℃的聚乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.1g碳酸铵与1.2g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
实施例8
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为60μm拉伸强度为500mpa的聚丙烯膜作为外层膜，对折后热压成型制成一边具有封口的预制膜袋；所述封口内侧预置有厚度为20μm软化温度为100℃的聚氯乙烯膜条；向所述预制膜袋中注入0.1g碳酸铵与1.2g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯后，热熔接封闭所述封口制备得到本实施例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本实施例的含有封装包的锂离子电池。
对比例1
正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的不含有封装包的锂离子电池。
对比例2
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为90μm拉伸强度为6mpa的聚乙烯膜对折后，热压成型制备成一侧具有封口的预制膜袋；将0.2g碳酸氢钠与1.2g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯注入预制膜袋中；热封封闭所述预制膜袋的封口，制备得到本对比例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的含有封装包的锂离子电池。
对比例3
(1)封装包的制备：
将一片长方形厚度为90μm拉伸强度为4000mpa的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜对折后，热压成型制备成一侧具有封口的预制膜袋；将0.2g碳酸氢钠与1.2g三-(2,2,2)-三氟乙基亚磷酸酯注入预制膜袋中；热封封闭所述预制膜袋的封口，制备得到本对比例的封装包。
(2)正极片、负极片、电解液的制备和电池装配与实施例1相同，制备得到本对比例的含有封装包的锂离子电池。
测试实施例1
本测试实施例用于测定实施例1-8与对比例1-3中所获得的锂离子电池的满充内阻、电池容量和安全性能。
满充内阻测试：在25±3℃的条件下，以0.1c的恒流电流将锂离子电池充电至100％soc，待充电完成后静置4h，然后采用内阻仪测试1000hz锂离子电池的内阻，取测试的所有锂离子电池的1000hz内阻的平均值来衡量锂离子电池的满充内阻。具体结果见表1。
容量测试：在25±3℃的条件下，以0.5c恒流充电2h，然后再进行恒压充电至电流降为0.05c；接着静置5min，然后以恒流放电的方式(其中，放电电流为1c，放电时间为1h)进行放电后测试锂离子电池的放电容量，取测试得到的所有锂离子电池的1c放电容量的平均值来衡量锂离子电池的容量。具体结果见表1。
安全测试分为针刺测试、炉温测试和挤压测试。
针刺测试：在25±3℃的条件下，以0.1c的恒流电流将锂离子电池充电至100％soc，采用直径为8mm的针贯穿锂离子电池进行针刺测试；
炉温测试：在25±2℃的条件下，以0.1c的恒流电流将锂离子电池充电至100％soc，将样品放入烤箱中以5±2℃每分钟的速率升温至170±2℃转为恒温并保持60分钟；
挤压测试：在25±3℃的条件下，以0.1c的恒流电流将锂离子电池充电至100％soc，将其置于挤压设备中(其压力为50吨)进行挤压测试；
锂离子电池安全测试的判断标准为：无爆炸、无起火即为通过，统计通过安全测试的锂离子电池的个数可以用于分析。具体结果见表1。
表1
经表1中实施例1-8与对比例1-3比较可以看出本公开制备得到的带封装包的锂离子电池在到达电池大概率发生热失控的温度前使封装包发生破裂释放出囊芯内的阻燃物质，从而增加锂离子电池的安全性，减少安全事故的发生，尤其是囊芯添加有分解产生二氧化碳的物质的锂离子电池可以在热失控之前将电池涨破，得到的锂离子电池安全性能更优。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。例如。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。