本發(fā)明涉及一種電池殼層結(jié)構(gòu)，具體提供一種提升遮蔽性及安全性的電池殼層結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：鋰電池被廣泛地應(yīng)用于如筆記本電腦、手機、數(shù)字相機及電動汽車等電子設(shè)置的電源供應(yīng)來源之一，而隨著電子設(shè)備日趨輕薄設(shè)計的影響，電池的薄型化以減化其體積進而降低所占用空間的設(shè)計亦漸重視，遂而發(fā)展出以層迭結(jié)構(gòu)形成的復(fù)合膜式的電池殼層結(jié)構(gòu)。常見的電池結(jié)構(gòu)包括外殼體以及封裝于該外殼體內(nèi)部的正極層、負極層、隔膜及電解液，該隔膜設(shè)置于該正極層與該負極層之間，而該電解液則用以浸潤該正極層與該負極層，其中，為降低電池殼層的厚度，現(xiàn)有的技術(shù)是將聚酰胺薄膜包覆鋁箔層以構(gòu)成常規(guī)電池殼層結(jié)構(gòu)。但是，若使用中的電池因不當操作導(dǎo)致其溫度急遽升高而過熱時，易引發(fā)電池爆裂。此外，因外力造成電池鋁箔破孔，易使其內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，進而產(chǎn)生并釋出氧氣、二氧化碳或其它氣體，從而令電池殼層吸附氣體膨脹，降低該電池的使用壽命。因此，鑒于上述種種缺失，如何提升安全性進而增加使用壽命的電池殼層結(jié)構(gòu)，已成為目前業(yè)界亟待克服的難題。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種電池殼層結(jié)構(gòu)，不僅提升該電池的安全性，延長該電池的使用壽命，亦改善電池的遮蔽性。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電池殼層結(jié)構(gòu)，包括至少一內(nèi)覆層、阻氣層、自由基捕捉接著層、以及外保護層，其中，所述阻氣層形成于所述內(nèi)覆層上，所述自由基捕捉接著層形成于所述阻氣層上，且所述自由基捕捉接著層包括接著劑和自由基捕捉劑；所述外保護層形成于所述自由基捕捉接著層上，使所述自由基捕捉接著層夾設(shè)于所述阻氣層與所述外保護層之間。作為本發(fā)明的進一步改進，所述自由基捕捉接著層的厚度介于3微米至5微米。作為本發(fā)明的進一步改進，以所述自由基捕捉接著層的總重量計，所述自由基捕捉劑的含量介于0.5％至10％。作為本發(fā)明的進一步改進，所述接著劑選自聚氨酯樹脂類、聚酯樹脂類、壓克力樹脂類或聚烯烴樹脂類的接著材料。作為本發(fā)明的進一步改進，所述外保護層包括有第一聚合物和增色劑。作為本發(fā)明的進一步改進，以所述外保護層的總重量計，所述增色劑的含量介于10％至25％。作為本發(fā)明的進一步改進，所述外保護層還包括有自由基捕捉劑，以所述外保護層的總重量計，所述自由基捕捉劑的含量介于0.5％至10％。作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一聚合物選自聚酰胺、 環(huán)氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、硅橡膠系樹脂、聚對環(huán)二甲苯系樹脂、雙馬來酰亞胺系樹脂、及聚酰亞胺樹脂所組成群組中的至少一種。作為本發(fā)明的進一步改進，所述外保護層的厚度介于10微米至50微米。作為本發(fā)明的進一步改進，所述自由基捕捉接著層還包括有增色劑，以所述自由基捕捉接著層的總重量計，所述增色劑的含量介于10％至25％。作為本發(fā)明的進一步改進，還包括有耐熱層，所述耐熱層形成于所述阻氣層與所述自由基捕捉接著層之間。作為本發(fā)明的進一步改進，所述增色劑選自碳材料、顏料、染料和色粉所組成群組中的至少一種。作為本發(fā)明的進一步改進，所述自由基補捉劑為用以提供游離的氫的化合物。作為本發(fā)明的進一步改進，所述化合物為具有羥基的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)化合物。作為本發(fā)明的進一步改進，所述自由基捕捉劑選自酚、N,N’-二(2-萘基)對苯二胺、4,4’-硫代雙(6-特丁基間甲酚)、三(丁基甲酚基)丁烷、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,6-二叔丁基對甲酚、及巴比妥酸所組成群組中的至少一種。作為本發(fā)明的進一步改進，所述內(nèi)覆層的厚度介于30微米至100微米。作為本發(fā)明的進一步改進，所述內(nèi)覆層采用的材質(zhì)為聚烯烴。作為本發(fā)明的進一步改進，所述聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、及聚戊烯所組成群組中的至少一種。作為本發(fā)明的進一步改進，所述阻氣層為鋁箔層。作為本發(fā)明的進一步改進，所述阻氣層的厚度為30～50微米。作為本發(fā)明的進一步改進，所述外保護層的厚度為10～50微米。本發(fā)明的有益效果是：在本發(fā)明所述的電池殼層結(jié)構(gòu)中，當該電池因不當使用或出現(xiàn)異常，使該電池溫度急遽升高或過熱時，藉由電池殼層外側(cè)地自由基捕捉接著層具有于高于120℃的溫度時會產(chǎn)生熔融狀而釋放出自由基捕捉劑的特性，得以在發(fā)生爆炸之前，以自由基捕捉劑迅速捕捉因高溫釋出的氣體，進而阻斷燃燒反應(yīng)以降低燃燒的可能性，并避免氣體吸附各層而發(fā)生的電池膨脹的情況，藉此提升該電池的安全性。再者，還可通過具有增色劑的自由基捕捉接著層來提升該電池的遮蔽性。因此，本發(fā)明所述的電池殼層結(jié)構(gòu)不僅提升該電池的安全性，延長該電池的使用壽命，亦改善電池的遮蔽性。附圖說明圖1為本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)的第一實施例一實施方式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)的第一實施例另一實施方式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)的第二實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合附圖，作以下說明：1——電池殼層結(jié)構(gòu)12——內(nèi)覆層13——第一膠黏層14——阻氣層15——第二膠黏層16——耐熱層17——自由基捕捉接著層18——外保護層具體實施方式以下藉由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技藝的人士可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技藝的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生功效及所能達成目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本發(fā)明說明書中所引用的如：“一”、“二”、“第一”、“第二”及“上”亦僅為便于敘述明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，應(yīng)當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。第一實施例：請參閱附圖1，其為本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)1的第一實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，該電池殼層結(jié)構(gòu)1包括依序相迭的內(nèi)覆層12、阻氣層14、自由基捕捉接著層17及外保護層18。在本實施例中，所述內(nèi)覆層12與阻氣層14之間還設(shè)置有 第一膠黏層13，所述第一膠黏層13用以將所述內(nèi)覆層12黏接于所述阻氣層14上。在本實施例中，所述自由基捕捉接著層17包括接著劑與自由基捕捉劑。所述自由基捕捉劑為用以提供游離氫的化合物，其中，以具有羥基的芳香環(huán)主結(jié)構(gòu)的化合物為佳，且該化合物具有可游離的氫，來供與自由基結(jié)合，使該化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楣舱窕旌象w或共振化合物，而這種具有氫提供者的實例包括酚、N,N’-二(2-萘基)對苯二胺、4,4’-硫代雙(6-特丁基間甲酚)、三(丁基甲酚基)丁烷、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,6-二叔丁基對甲酚及巴比妥酸(BarbituricAcid)等，其可選自上述所組成群組中的至少一種材料來制成。在較佳實施方式中，以所述自由基捕捉接著層17的總重量計，所述自由基捕捉劑的含量為0.5～10％。所述自由基捕捉劑的添加可通過摻混的方式完成，并使用常規(guī)制膜技術(shù)來制備自由基捕捉層。所述接著劑選自聚氨酯樹脂類、聚酯樹脂類、壓克力樹脂類或聚烯烴樹脂類的接著劑材料。所述自由基捕捉接著層17的厚度為3～5微米。此外，在本發(fā)明的另一實施方式中，所述自由基捕捉接著層17含有選自碳材料、顏料、染料和色粉所組成群組中的至少一種材料所制成的增色劑，以所述自由基捕捉接著層17的總重量計，所述增色劑的含量介于10％至25％。在本實施例中，形成所述第一膠黏層13的材質(zhì)可為聚氨酯樹脂類、聚酯樹脂類、壓克力樹脂類、聚烯烴樹脂類等接著 劑材料。通常，所述第一膠黏層13的厚度為3～5微米。所述阻氣層14為金屬，優(yōu)選的，所述阻氣層14為鋁箔。此外，所述阻氣層的厚度為30～50微米，具有較佳的阻氣防滲功效。在本實施例中，形成所述內(nèi)覆層12的材質(zhì)通常選自聚烯烴，可利用其撓性及包覆性作為接觸的封裝層。舉例而言，所述聚烯烴為聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及聚戊烯所組成群組中的至少一種。另外，所述內(nèi)覆層12可采用單、雙或三層等至少一層的結(jié)構(gòu)，以提升所述內(nèi)覆層12的抗電解液腐蝕性與所述阻氣層14的保護性，當所述內(nèi)覆層12為二層或多層結(jié)構(gòu)時，形成各內(nèi)覆層12的材質(zhì)是獨立選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及聚戊烯所組成群組中的至少一種。在本實施例中，所述外保護層18的厚度為10～50微米，其是由第一聚合物與增色劑所構(gòu)成，以所述外保護層18的總重量計，所述增色劑的含量介于10％至25％。所述第一聚合物選自聚酰胺、環(huán)氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、硅橡膠系樹脂、聚對環(huán)二甲苯系樹脂、雙馬來酰亞胺系樹脂及聚酰亞胺樹脂所組成群組中的至少一種。所述增色劑選自碳材料、顏料、染料和色粉所組成群組中的至少一種。舉例而言，所述外保護層18為有色聚酰胺薄膜或聚酯薄膜(如聚碳酸酯薄膜)或是聚酰亞胺薄膜。另外，附圖2所示為本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)的第一實施例的另一實施方式，在附圖2所示的電池殼層結(jié)構(gòu)中，可在所述外保護層18中添加上述自由基捕捉劑，且以所述外保護層 的總重量計，該自由基捕捉劑的含量介于0.5％至10％。第二實施例：請參閱附圖3，其為本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)1的第二實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，與第一實施例所示的電池殼層結(jié)構(gòu)的差別在于：在第二實施例所示的電池殼層結(jié)構(gòu)中，還包括有耐熱層16，所述耐熱層16形成于所述阻氣層14與自由基捕捉接著層17之間。在本實施例中，所述耐熱層16是通過所述第二膠黏層15黏著于所述阻氣層14上，使所述耐熱層16夾設(shè)于所述自由基捕捉接著層17與第二膠黏層15之間。所述耐熱層16的厚度為10～50微米，其材質(zhì)可選自聚酰胺、聚酯、或聚亞酰胺。以下對本發(fā)明所述電池殼層結(jié)構(gòu)的制備方法進行詳細說明。實施例1：本發(fā)明第一實施例所示電池殼層結(jié)構(gòu)的制備方法所述電池殼層結(jié)構(gòu)1包括內(nèi)覆層12，所述內(nèi)覆層12采用厚度為40微米(μm)的聚丙稀薄膜(南亞，CXDA)，在所述內(nèi)覆層12上設(shè)置聚氨脂樹脂(亞洲電材公司，型號AEM-A1)以形成4μm厚的第一膠黏層13，使用40μm厚的鋁箔作為阻氣層14，并將阻氣層14通過所述第一膠黏層13黏接于所述內(nèi)覆層12上，再于所述阻氣層14上形成4μm厚的自由基捕捉接著層17，其中，所述自由基捕捉接著層17中包括聚氨酯樹脂(亞洲電材公司，型號AEM-A1)、與自由基捕捉劑(N,N’-二(2-萘基)對苯二胺，天擎化工，型號防老劑DNP)，且以 所述自由基捕捉接著層17的總重量計，所述自由基捕捉劑的含量為3％；最后在所述自由基捕捉接著層17外設(shè)置一含有15％的碳黑(CABOTBLACK570)且厚度為25μm的尼龍薄膜(尤尼吉可，型號EMBLEM25)作為外保護層18；即制得本發(fā)明第一實施例所示的電池殼層結(jié)構(gòu)。實施例2：本發(fā)明第一實施例所示電池殼層結(jié)構(gòu)的制備方法與實施例1的制備方法相同，差別僅在于：在實施例2所得的電池殼層結(jié)構(gòu)中，所述外保護層18中還包括碳黑(CABOTBLACK570)、自由基捕捉劑(N,N’-二(2-萘基)對苯二胺，天擎化工)、及厚度為5μm的黑色油墨薄膜(東洋油墨，F(xiàn)DONEW)，且以所述外保護層18的總重量計，所述碳黑含量為15％，所述自由基捕捉劑含量為3％。實施例3：本發(fā)明第一實施例所示電池殼層結(jié)構(gòu)的制備方法與實施例1的制備方法相同，差別僅在于：在實施例3所得的電池殼層結(jié)構(gòu)中，所述自由基捕捉接著層17中還包括有碳黑(CABOTBLACK570)，且以所述自由基捕捉接著層的總重量計，所述碳黑的含量為10％。實施例4：本發(fā)明第二實施例所示電池殼層結(jié)構(gòu)的制備方法與實施例1的制備方法相同，差別僅在于：在實施例4所得的電池殼層結(jié)構(gòu)中，還包括通過聚氨脂樹脂(亞洲電材公司，型號AEM-A1)黏接在所述阻氣層14上的耐熱層16，所述耐熱層16選用厚度為25μm的尼龍材質(zhì)(尤尼吉可，型號 EMBLEM25)。比較例1：與實施例1的電池殼層結(jié)構(gòu)及制法相同，差別僅在于：在比較例1所得的電池殼層結(jié)構(gòu)中，各層結(jié)構(gòu)皆未添加自由基捕捉劑。測試例：將上述實施例1～4、及比較例1所制得的電池殼層結(jié)構(gòu)通過沖殼機沖殼成形，形成用以封裝鋰離子電解液的長5.0cm、寬3.7cm、厚0.5cm的外殼，并依照503759型號規(guī)范，將鋰離子電解液填充灌液于其中，并執(zhí)行封裝制程以構(gòu)成鋰電池，而所制備的電池以4.2V充電活化后，再以0.2C放電速率測得平均電容量為1274mAh。將依據(jù)實施例及比較例所制備的503759型號電池進行穿刺實驗，并將熱電偶溫度計鑲埋于供穿刺實驗使用的釘子中，藉此執(zhí)行穿刺實驗以量測電池短路點溫度，并將結(jié)果記錄于表1。表1：編號樣品數(shù)量/穿刺結(jié)果電池短路點溫度實施例15/5通過160℃至180℃實施例25/5通過140℃至160℃實施例35/5通過120℃至140℃實施例45/5通過160℃至180℃比較例15/5未通過510℃至560℃如表1所示，本發(fā)明所述的電池殼層結(jié)構(gòu)通過使用該自由基捕捉劑的自由基捕捉接著層得以提升電池殼安全性，并降低 穿刺時的電池短路點溫度，而若未使用該自由基捕捉層，則電池短路點溫度將大于500℃，無法通過穿刺測試。再者，將以實施例1～4、及比較例1所制得的電池殼層結(jié)構(gòu)制備而成的503759型號電池裁切為適當尺寸的樣品試片，進行明度與光澤度測試，并將測試結(jié)果記錄于表2。測試例所使用的檢測方法如下：光澤度(Gloss)測試：使用光澤度測試儀(德國歐麥克公司；型號micro-gloss60°型)，依據(jù)ASTMD1003儀器方法進行，亦即：以光入射角為60°的條件下量測其長度方向(machinedirection,MD)的光澤度。明度(lightness)測試：使用色差測試儀(KONICAMINOLTA公司；型號CM2500d)，依據(jù)ASTMD2244儀器方法進行測試，亦即：以光入射角為45°的條件下量測其長度方向(machinedirection,MD)的明度。本發(fā)明所使用的術(shù)語“光澤度”是指待測試片表面的反光程度，光澤度不具有單位，但其數(shù)值越大，代表其反射光的強度越強，反之，數(shù)值越小，代表其反射光的強度越弱。本發(fā)明所使用的術(shù)語“明度”是根據(jù)國際照明委員會(InternationalCommissiononIllumination)對色彩的明暗程度的定義(通常，白色明度最高，黑色明度最低)，因此，明度越低，遮蔽線路的效果越好。表2：項目實施例1實施例2實施例3實施例4比較例1光澤度91.210289.692.390.4明度38.525.626.039.240.0由上述測試例結(jié)果可知，通過具有彩色遮蔽性的第一自由基捕捉接著層及第二自由基捕捉接著層，以提升電池殼的遮蔽性。綜上所述，在本發(fā)明所述的電池殼層結(jié)構(gòu)中，當該電池因不當使用或出現(xiàn)異常，使該電池溫度急遽升高或過熱時，藉由電池殼層外側(cè)地自由基捕捉接著層具有于高于120℃的溫度時會產(chǎn)生熔融狀而釋放出自由基捕捉劑的特性，得以在發(fā)生爆炸之前，以自由基捕捉劑迅速捕捉因高溫釋出的氣體，進而阻斷燃燒反應(yīng)以降低燃燒的可能性，并避免氣體吸附各層而發(fā)生的電池膨脹的情況，藉此提升該電池的安全性。再者，通過具有彩色遮蔽性的外保護層及/或自由基捕捉接著層，不僅能提升該電池的保護遮蔽性，亦能將由于不當操作而導(dǎo)致產(chǎn)生的熱能加速排放至外部環(huán)境中，藉此降低該電池的內(nèi)部溫度，故亦具有提升該電池的導(dǎo)熱性的效果。因此，本發(fā)明所述的電池殼層結(jié)構(gòu)不僅提升該電池的安全性，亦增加該電池的遮蔽性及導(dǎo)熱性，進而延長了該電池的使用壽命。上述實施方式僅例示性說明本發(fā)明的功效，而非用于限制本發(fā)明，應(yīng)當指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。此外，在上述實施方式中各組件的數(shù)量僅為例示性說明，亦非用于限制本發(fā)明。當前第1頁1 2 3