一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜的製作方法
2023-07-10 16:26:51
一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜的製作方法
【專利摘要】本發明屬於新能源【技術領域】，特別涉及一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜，所述鋁塑膜具有層狀結構，從上到下依次為：耐熱性樹脂層、膠粘劑層、鋁箔層、粘合樹脂層1、氟膜層、粘合樹脂層2和熱封層,所述膠粘劑層塗布在經電暈處理的耐熱性樹脂層的表面，在膠粘劑層的另一面複合鈍化處理的鋁箔，在鋁箔的表面熱擠出粘合樹脂層1的同時，複合電暈處理的氟膜層，在氟膜層的另一表面熱擠出粘合樹脂層2的同時，複合熱封層。本發明得到的鋁塑膜，層間粘接性能好，能夠延長鋰離子電池的使用壽命。
【專利說明】一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜
【技術領域】
[0001]本發明涉及包裝【技術領域】，特別涉及一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜。
【背景技術】
[0002]鋰電池軟包裝材料作為電池芯的外殼，需要滿足以下基本要求:極好的熱封性，內層材料不與電解液起反應，且整體具有耐電解液的性能，極高的阻水阻氧性能。通常鋰電池軟包裝材料至少包括三層結構:外層保護層、中間鋁箔阻隔層和內層熱封層。三層間經粘合樹脂，通過幹法或擠出複合的方法製備完成。
[0003]專利申請號為201210070274.9的中國專利，公開了鋰電池用具耐腐蝕耐穿刺防熔穿短路的鋁塑包裝膜及其製造方法，該鋁塑包裝膜採用幹法製備，在長時間使用過程中，塗料層與鋁箔層界面之間容易受到電解液的破壞，塗料層與熱封層間的膠粘劑層也容易受到有機溶劑的破壞，使得層間易出現分層現象。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的問題是:針對現有技術存在的不足之處，提供一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜，能有效解決層間分層問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:
一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜，所述鋁塑膜具有層狀結構，從上到下依次為:耐熱性樹脂層、膠粘劑層、鋁箔層、粘合樹脂層、氟膜層、粘合樹脂層和熱封層。所述膠粘劑層塗布在經電暈處理的耐熱性樹脂層的表面，在膠粘劑層的另一面複合鈍化處理的鋁箔，在鋁箔的表面熱擠出粘合樹脂層的同時複合電暈處理的氟膜層，在氟膜層的另一表面熱擠出粘合樹脂層的同時複合熱封層。
[0006]上述鋁塑膜，所述膠粘劑層為聚氨酯膠粘劑層、環氧樹脂膠粘劑層。
[0007]上述鋁塑膜，所述粘合樹脂層選自厚度為20?50 μ m的酸改性聚乙烯樹脂層、聚乙烯與丙烯酸共聚物層、氯化聚丙烯樹脂、金屬離子聚乙烯樹脂層。
[0008]上述鋁塑膜，所述粘合樹脂層選自厚度為20?50 μ m的酸改性聚乙烯樹脂層、聚乙烯與丙烯酸共聚物層、氯化聚丙烯樹脂、金屬離子聚乙烯樹脂層。
[0009]上述鋁塑膜，所述熱封層為通過流延得到的單層聚丙烯薄膜或共擠流延得到的多層共擠的聚丙烯薄膜，熱封層的厚度為20?80 μ m。
[0010]上述鋁塑膜，所述氟膜層選自厚度為20?30 μ m的PVDF膜、PVF膜或ETFE膜。
[0011]上述鋁塑膜，所述耐熱性樹脂層為聚醯胺類薄膜、聚酯薄膜、聚醯亞胺改性聚酯薄膜、2，6_萘二甲酸乙二醇酯或者其中兩種樹脂的複合膜，耐熱性樹脂層的厚度為15?30 μ m0
[0012]上述鋁塑膜，所述鋁箔的鈍化方式為鉻化處理或用矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑進行處理。
[0013]與現有技術相比，本發明通過採用粘合樹脂熱擠出的同時，複合氟膜層和熱封層，並通過對粘合樹脂的選擇，在保證產品其他性能滿足要求的同時，提高了鋁箔層與氟膜層、氟膜層與熱封層間的耐溶劑性能、耐電解液性能，解決了層間分層的問題，延長鋰離子電池的使用壽命。
【具體實施方式】
[0014]本發明提供的鋁塑膜具有層狀結構，從上到下依次為耐熱性樹脂層、膠粘劑層、鋁箔層、粘合樹脂層1、氟膜層、粘合樹脂層2和熱封層。
[0015]本發明中，耐熱性樹脂層應當具有良好的阻隔性能和優異的阻水、阻氧、耐腐蝕和防紫外等性能。為提高耐熱性樹脂層與其他層之間的層間粘接強度，本發明採用的耐熱性樹脂層為經電暈處理的、厚度為15?30 μ m的聚醯胺類薄膜(PA)、聚酯薄膜(PET)、2，6_萘二甲酸乙二醇酯(BHEN)膜及其中兩種樹脂的複合膜。綜合考慮性能和成本，優選PA薄膜和PET薄膜，最佳為雙面拉伸的PA薄膜。為了提高PA薄膜的阻隔性能，可以使用PET膜與PA薄膜複合作為耐熱性樹脂層。
[0016]為使耐熱性樹脂層與鋁箔有良好的粘接性能，本發明在兩層之間設置膠粘劑層，該層優選與鋁/塑料粘接性較好的聚氨酯膠粘劑層或環氧樹脂膠粘劑層，該膠粘劑層塗布在經電暈處理的耐熱性樹脂層的表面，它的另一面與鋁箔複合。
[0017]為提高鋁塑膜的阻隔性能，本發明中使用的鋁箔，為厚度10?ΙΟΟμπι，優選20?60 μ m,最佳30?50 μ m的軟質鋁箔，並且鋁箔進行鈍化處理，鈍化方式為，鉻化處理或用矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑進行處理，優選鉻化處理。
[0018]為提高鋁塑膜的抗腐蝕性，特別是提高對電解液中鋰鹽的腐蝕性，本發明在鋁箔層與熱封層之間加入了氟膜層，氟膜層可以選擇PVDF、PVF、ETFE氟膜等，優選粘接性較好的PVDF和PVF氟膜，氟膜層能夠提高鋁塑膜的阻隔性能和抗刺穿強度，提高鋁箔層對六氟磷酸鋰等鋰鹽的抗腐蝕能力。所述氟膜層的厚度為10-50 μ m，優選20-30 μ m，厚度偏低時在衝深過程中氟膜易出現細微孔洞，不具備阻隔性能。厚度偏厚則造成成本浪費。
[0019]為進一步提高鋁塑膜的阻隔性能和耐腐蝕性能，特別是提高抵抗電解液中溶劑的腐蝕性，本發明在鋁箔層與氟膜層之間、氟膜層與熱封層之間分別設置了粘合樹脂層I和粘合樹脂層2，在鋁箔表面熱擠出粘合樹脂層I的同時，複合氟膜，在氟膜的另一表面熱擠出粘合樹脂層2的同時，複合熱封層，將鋁箔層與氟膜層，氟膜層與熱封層進行粘合。且粘合樹脂層I和粘合樹脂層2分別選自厚度為20?50 μ m的酸改性聚乙烯樹脂層、聚乙烯與丙烯酸共聚物層、氯化聚丙烯樹脂、金屬離子聚乙烯樹脂層。
[0020]本發明中的熱封層為通過流延得到的單層聚丙烯薄膜(CPP膜)或共擠流延得到的多層共擠的聚丙烯薄膜(CPP膜)，熱封層的厚度為20?80 μ m。使用的CPP膜為單層CPP膜或多層共擠CPP膜，單層CPP膜為乙-丙共聚物按照一定比例與PP樹脂進行共混、流延得到的單層膜，多層膜為三元乙丙橡膠與PP樹脂擠出流延的兩層複合膜，也可以為PP樹脂、三元乙丙橡膠和PP樹脂共擠流延而成的三層複合膜。上述PP樹脂可以為乙烯-丙烯共聚物、氯化聚丙烯樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物與氯化聚丙烯樹脂的共混物、乙烯-丙烯共聚物與乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的混合物。CPP膜的厚度選擇20?80 μ m, CPP膜過薄，封邊或封正、負極的過程中會出現短路現象；CPP膜過厚，則造成成本浪費。
[0021]下面通過具體實施例對本發明作進一步說明。
[0022]實例I
25 μ m雙面拉伸的PET薄膜，表面電暈處理，再塗布幹厚4 μ m的聚氨酯膠粘劑，複合兩面經過矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑處理的30 μ m鋁箔，在鋁箔的另一表面熱擠出20 μ m酸改性聚乙烯樹脂的同時，複合20 μ m電暈處理的PVDF氟膜，在氟膜的另一表面熱擠出20 μ m酸改性聚乙烯樹脂的同時，複合20 μ mCPP膜。44°C?80°C熟化I?4天，得到鋁塑膜。
[0023]實例2
30 μ m雙面拉伸的PA/PET複合薄膜，表面電暈處理，再塗布幹厚4 μ m的聚氨酯膠粘劑，乾式複合兩面經過鉻化處理的40 μ m鋁箔，在鋁箔的另一表面熱擠出30 μ m氯化聚丙烯樹脂的同時，複合30 μ m電暈處理的PVDF氟膜，在氟膜的另一表面熱擠出20 μ m聚乙烯與丙烯酸共聚物的同時，複合80 μ mCPP膜。44°C?80°C熟化I?4天，得到鋁塑膜。
[0024]實例3
20 μ m雙面拉伸的PA薄膜，表面電暈處理，再塗布幹厚4 μ m的環氧樹脂膠粘劑，乾式複合兩面經過鉻化處理的50 μ m鋁箔，在鋁箔的另一表面熱擠出50 μ m金屬離子聚乙烯樹脂的同時，複合25 μ m電暈處理的PVF氟膜，在氟膜的另一表面熱擠出50 μ m氯化聚丙烯樹脂的同時，複合50 μ m三乙丙橡膠/共聚PP共擠流延的CPP薄膜。44°C?80°C熟化I?4天，得到鋁塑膜。
[0025]實例4
15 μ m雙面拉伸的PA薄膜，表面電暈處理，再塗布幹厚4 μ m的聚氨酯膠粘劑，乾式複合兩面經過鉻化處理的40 μ m鋁箔，在鋁箔的另一表面熱擠出20 μ m酸改性聚乙烯樹脂的同時，複合30 μ m電暈處理的PVF氟膜，在氟膜的另一表面熱擠出40 μ m金屬離子聚乙烯樹脂的同時，複合60 μ m共聚PP/三乙丙橡膠/共聚PP共擠流延的CPP薄膜。44°C?80°C熟化I?4天，得到鋁塑膜。
[0026]實例5
25 μ m雙面拉伸的PET薄膜，，表面電暈處理，再塗布幹厚4 μ m環氧樹脂膠粘劑，乾式複合一面經過鉻化處理，另一面用矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑進行處理的30 μ m鋁箔，在鋁箔的另一表面熱擠出50 μ m聚乙烯與丙烯酸共聚物的同時，複合20 μ m電暈處理的PVF氟膜，在氟膜的另一表面熱擠出30 μ m酸改性聚乙烯樹脂的同時，複合40 μ m共聚PP/三乙丙橡膠/共聚PP共擠流延的CPP薄膜，44°C?80°C熟化I?4天，得到鋁塑膜。
[0027]對比例:根據專利申請號為201210070274.9公開的鋰電池用具耐腐蝕耐穿刺防熔穿短路的鋁塑包裝膜及其製造方法，製備鋁塑膜。
[0028]表1:性能數據表
【權利要求】
1.一種鋰離子電池用軟包裝鋁塑膜，其特徵在於，所述鋁塑膜具有層狀結構，從上到下依次為:耐熱性樹脂層、膠粘劑層、鋁箔層、粘合樹脂層1、氟膜層、粘合樹脂層2和熱封層，所述膠粘劑層塗布在經電暈處理的耐熱性樹脂層的表面，在膠粘劑層的另一面複合鈍化處理的鋁箔，在鋁箔的表面熱擠出粘合樹脂層I的同時，複合電暈處理的氟膜層，在氟膜層的另一表面熱擠出粘合樹脂層2的同時，複合熱封層。
2.根據權利要求1所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述膠粘劑層為聚氨酯膠粘劑層、環氧樹脂膠粘劑層。
3.根據權利要求2所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述粘合樹脂層I選自厚度為20?50 μ m的酸改性聚乙烯樹脂層、聚乙烯與丙烯酸共聚物層、氯化聚丙烯樹脂層、金屬離子聚乙烯樹脂層。
4.根據權利要求3所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述粘合樹脂層2選自厚度為20?50 μ m的酸改性聚乙烯樹脂層、聚乙烯與丙烯酸共聚物層、氯化聚丙烯樹脂層、金屬離子聚乙烯樹脂層。
5.根據權利要求4所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述熱封層為通過流延得到的單層聚丙烯薄膜或共擠流延得到的多層共擠的聚丙烯薄膜，熱封層的厚度為20?80μπι。
6.根據權利要求5所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述氟膜層選自厚度為20?30μ m的PVDF 膜、PVF 膜或 ETFE 膜。
7.根據權利要求6所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述耐熱性樹脂層為聚醯胺類薄膜、聚酯薄膜、聚醯亞胺改性聚酯薄膜、2，6_萘二甲酸乙二醇酯或者其中兩種樹脂的複合膜，耐熱性樹脂層的厚度為15?30 μ m。
8.根據權利要求7所述的鋁塑膜，其特徵在於，所述鋁箔的鈍化方式為，鉻化處理或用矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑進行處理。
【文檔編號】B32B7/12GK104201298SQ201410414289
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】張學建, 李華鋒, 柳青 申請人:樂凱膠片股份有限公司