软包装锂离子电池铝塑复合膜的热封工艺

doi:10.3969/j.issn.2095-4239.2016.01.010

储能科学与技术 ›› 2016, Vol. 5 ›› Issue (1): 85-90.doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2016.01.010

软包装锂离子电池铝塑复合膜的热封工艺

范洋¹, 郭战胜^{1, 2}, 徐艺伟³, 冯捷敏^{2, 3}

1上海市应用数学和力学研究所,上海 200072;
2上海市力学在能源工程中的应用重点实验室,上海 200072;
3上海大学理学院力学系,上海 200444

收稿日期:2015-09-06 出版日期:2016-01-01 发布日期:2016-01-01
通讯作者: 极材料的力学性能研究,E-mail：865609392@qq.com;通讯联系人：冯捷敏,主要从事锂电池系统和电极材料的电化学-力学耦合研究,E-mail：introrse@sina.com.cn。
作者简介:范洋（1991—）,男,硕士研究生,主要从事锂离子电池电
基金资助:
国家自然科学基金项目（11472165和11332005）

Investigation on heat-sealing process of the aluminum plastic composite foil in pouch Li-ion battery

FAN Yang¹, GUO Zhansheng^{1, 2}, XU Yiwei³, FENG Jiemin^{2, 3}

1 Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai 200072, China;
2 Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy Engineering, Shanghai 200072, China;
3 Department of Mechanics, College of Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China

Received:2015-09-06 Online:2016-01-01 Published:2016-01-01

摘要/Abstract

摘要： 铝塑复合膜是软包装锂离子电池常用的封装材料,其热封强度会直接影响电池的安全性能。本文研究了在不同热封条件（热封温度和热封时间）下,铝塑膜的热封强度,通过单轴拉伸实验,测试了其最大拉伸强度及表观弹性模量,探究了不同热封温度和热封时间对热封强度的影响。结果表明：铝塑膜的热封强度会随热封温度的上升而提高,最终趋于一个稳定的值;而热封时间在相对较低的热封温度下对试样的热封强度影响不大,而在相对较高的热封温度下,试样热封强度会随热封时间的上升而提高,最终也趋于一个定值。同时,热封温度和热封时间对铝塑膜的表观弹性模量也具有类似的影响。实验还发现,铝塑膜的拉伸破坏有界面破坏、内聚破坏、剥离破坏以及断根破坏4种模式,其中内聚破坏模式的出现概率最大,随着热封温度的提高,热封时间的增加,断根破坏模式出现的概率将提高。

关键词: 锂离子电池, 封装材料, 铝塑复合膜, 热封强度

Abstract: Aluminum plastic composite foil is the common sealing material for Li-ion battery, and its heat-sealing strength can influence the safety performance of batteries directly. In this article, the heat-sealing strength of aluminum plastic foil with different heat-sealing conditions (heat-sealing temperature and heat-sealing time) is studied, and uniaxial tensile tests are done to obtain the highest tensile strength and apparent elastic modulus to study the influences of heat-sealing temperature and heat-sealing time on the heat-sealing strength. It has been found that the heat-sealing strength of the specimens enhances firstly, and then becomes stable to a value with the temperature increasing. However, heat-sealing time has slight influence on the heat-sealing strength at a relative low temperature, while at the relative high temperatures, heat-sealing strength of the specimens enhances with the time extending until it becomes stable to a value. Meanwhile, there is similar influence of heat-sealing temperature and heat-sealing time on the apparent elastic modulus of specimens. It has also been found in the experiments that the tensile failure modes of specimens include interface failure, cohesive failure, peeling failure and root damage, and cohesive failure occurs most in these modes, and root damage occurs more when the heat-sealing time is increasing.

Key words: Li-ion battery, sealing material, aluminum composite foil, heat-sealing strength

中图分类号:

TM911

范洋, 郭战胜, 徐艺伟, 冯捷敏. 软包装锂离子电池铝塑复合膜的热封工艺[J]. 储能科学与技术, 2016, 5(1): 85-90.

FAN Yang, GUO Zhansheng, XU Yiwei, FENG Jiemin. Investigation on heat-sealing process of the aluminum plastic composite foil in pouch Li-ion battery[J]. Energy Storage Science and Technology, 2016, 5(1): 85-90.

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软包装锂离子电池铝塑复合膜的热封工艺

Investigation on heat-sealing process of the aluminum plastic composite foil in pouch Li-ion battery

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