一種耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供了一種耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜，主要包括保護層、鋁箔層和熱封層，其特征在于：所述保護層與鋁箔層通過膠合層粘接復(fù)合，所述鋁箔層與熱封層通過熱壓復(fù)合；所述鋁箔層在粘接復(fù)合和熱壓復(fù)合前均采用陽極氧化的方式進行表面處理；所述熱封層的材料為三層共擠聚烯烴復(fù)合膜，內(nèi)層為粘結(jié)層，中間層為結(jié)構(gòu)層，外層為阻隔層；所述保護層的厚度為10～50μm，所述鋁箔層的厚度為20～80μm，所述熱封層的厚度為20～120μm。該鋁塑膜該產(chǎn)品具有較高的耐電解液性能、封裝粘結(jié)力，適合于高性能鋰電池封裝用鋁塑膜。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜
本技術(shù)涉及封裝材料領(lǐng)域，主要涉及軟包鋰電池封裝材料領(lǐng)域，具體涉及一種軟包鋰電池封裝用鋁塑膜。
技術(shù)介紹
鋁塑膜是由外層保護層（ON或PET等）、中間鋁箔層（AL層）、內(nèi)層熱封層（CPP或PP）構(gòu)成的復(fù)合材料，層與層之間通過膠黏劑進行壓合粘結(jié)。鋁塑膜是軟包裝鋰電池電芯封裝的關(guān)鍵材料，單片電池組裝后用鋁塑膜密封形成電池，鋁塑膜起到保護內(nèi)容物的作用。為滿足鋰電池的需求，各層對材料和技術(shù)都有很高的要求。目前，市面上鋁塑膜的制備主要有干法和熱法兩種。干法制備在AL和CPP之間用接著劑粘結(jié)后，直接壓合而成。而熱法在AL層和CPP層之間用MPP接著，然后再緩慢升溫升壓的條件熱合成。目前鋁塑膜在使用過程中還存在一些問題，主要體現(xiàn)在耐電解液性能，在安全問題上存在一定安全隱患。從電解液的有機溶劑組成看，主要為碳酸酯類，是極性強、滲透性強的溶劑。根據(jù)相似相容原理，目前常用的帶有極性基團的內(nèi)層膠黏劑很容易被電解液所腐蝕，失去被粘合強度降低或失效，使得鋁塑膜失去了對電池的包裝保護作用。從電解液的鋰鹽的組分看，它們極易水解，遇水便分解成具有極強腐蝕性的氫氟酸和其他氣體，而一旦氫氟酸隨溶劑侵入鋁箔層，將很快破快與熱封層粘接的鋁箔表面，使鋁箔與內(nèi)膜分離，引發(fā)更為劇烈的電化學(xué)腐蝕，使得包裝結(jié)構(gòu)遭到破壞。目前對于提高鋁塑膜耐腐蝕性能的解決方案較多集中在增加內(nèi)層阻隔層數(shù)或者增加厚度上。雖然這些方法一定程度上能夠提高耐腐性性能，但同時也出現(xiàn)了一系列問題。如果增加阻隔層數(shù)，確實要比單層阻隔膜在阻隔性能上表現(xiàn)更為優(yōu)異，但是一方面其層與層之間的結(jié)合力弱于單層阻隔層，另一方面其制備時的時間成本和加工成本要大大提高。而若是增加厚度，不能有效解決耐腐蝕問題，只是延長了耐腐蝕時間，一方面增加了材料成本，另一方面也不符合鋁塑膜日益輕薄化的趨勢。CN101992570A公開了一種鋰電池封裝用鋁塑膜，主要包括保護層、鋁箔層和熱封層，且所述保護層與鋁箔層、以及熱封層與鋁箔層之間分別通過膠合層粘接復(fù)合，所述保護層與鋁箔層、以及熱封層與鋁箔層之間通過膠合層粘接復(fù)合前，所述保護層、鋁箔層和熱封層材料表面分別采用等離子體技術(shù)表面接枝處理，然后再把所述保護層和鋁箔層、以及鋁箔層和熱壓層分別與一膠合層的兩側(cè)面進行熱壓復(fù)合。該方法制備過程對所有的層都需要進行等離子表面處理，過程復(fù)雜，成本過高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。CN101992570A也公開了一種鋰電池封裝用鋁塑膜，其中熱封層的材料至少為聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯-丙烯薄膜、不飽和酸改性聚乙烯薄膜和不飽和酸改性聚丙烯薄膜之一，其未涉及提高耐電解液的功能還有改進空間。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述問題，本技術(shù)提供了一種耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜，主要包括保護層、鋁箔層和熱封層，所述保護層與鋁箔層通過膠合層粘接復(fù)合，所述鋁箔層與熱封層通過熱壓復(fù)合；所述鋁箔層在粘接復(fù)合和熱壓復(fù)合前均采用陽極氧化的方式進行表面處理；所述熱封層的材料為三層共擠聚烯烴復(fù)合膜，內(nèi)層為粘結(jié)層，中間層為結(jié)構(gòu)層，外層為阻隔層；所述保護層的厚度為10～50μm，所述鋁箔層的厚度為20～80μm，所述熱封層的厚度為20～120μm。優(yōu)選地，鋁箔層材料采用的陽極氧化的電解液主要成分為硫酸50～80%、草酸5～30%、磺酸5～30%的混合物所配成的10～20%的水溶液。優(yōu)選地，保護層的材料為拉伸聚對苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜。優(yōu)選地，膠合層為直接采用膠黏劑涂布的方式，將保護層和鋁箔層粘接復(fù)合。優(yōu)選地，粘結(jié)層是由熱塑性線性聚合物組成的。其中乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物40～70%、乙烯醋酸乙烯共聚物10～40%、乙烯辛烯共聚物10～40%、抗氧劑0.2～2%，所述粘結(jié)層總厚度為5-30μm。優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)層材料為高分子量高密度聚乙烯40～60%、超高分子量聚乙烯5～20%、高密度聚乙烯30～50%、抗氧劑0.5～2%，厚度從10～50μm。優(yōu)選地，阻隔層材料為流延聚丙烯膜，厚度5-30μm。優(yōu)選地，粘結(jié)層：結(jié)構(gòu)層：阻隔層的厚度之比為1:2:1。鋁箔層材料采用陽極氧化的方式進行表面處理，所述陽極氧化的電解液主要成分為硫酸50～80%、草酸5～30%、磺酸5～30%的混合物所配成的10～20%的水溶液。與CN101992570A公開的等離子氣體表面處理方法相比，陽極氧化更方便快捷，價格便宜，效果也更好。通過陽極氧化法，使鋁箔表層形成氧化層，提高了鋁箔的耐腐蝕和耐電解液性能，還能提高鋁箔與熱分層的高分子材料和膠黏劑的粘合性能。因此膠合層可直接采用膠黏劑涂布的方式，將保護層和鋁箔層粘接復(fù)合。與通常的熱固型膠黏方法相比，直接膠黏顯然效率更高，成本更低。保護層的材料可以為雙向拉伸聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚2，6一萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、PEN/PET共聚薄膜、PEN/PET共混薄膜、聚己內(nèi)酰胺薄膜、增韌聚己二酸己二胺薄膜和特殊尼龍MXD6薄膜，拉伸聚對苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜。其中為了更好的實現(xiàn)本技術(shù)的技術(shù)效果，優(yōu)選為拉伸聚對苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜，厚度10～50μm。熱封層的材料為三層共擠聚烯烴復(fù)合膜，內(nèi)層為粘結(jié)層，中間層為結(jié)構(gòu)層，外層為阻隔層。引入分子鏈段結(jié)構(gòu)較為相似的聚烯烴作為耐受電解液腐蝕的主材，粘結(jié)層主要起到粘結(jié)鋁箔與聚烯烴內(nèi)層的作用。粘結(jié)層是由主體為熱塑性線性聚合物組成。所述熱塑性線性聚合物可以為乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯辛烯共聚物乙烯醋酸乙烯共聚物、線性低密度聚乙烯與乙烯醋酸乙烯共聚物共混材料、低密度聚乙烯與乙烯醋酸乙烯共聚物共混材料、聚乙烯醇縮丁醛、線性低密度聚乙烯與聚乙烯醇縮丁醛共混材料、低密度聚乙烯與聚乙烯醇縮丁醛共混材料和乙烯醋酸乙烯與聚乙烯醇縮丁醛共混材料。其中為了更好實現(xiàn)粘結(jié)層與鋁箔的粘結(jié)效果，優(yōu)選為乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯醋酸乙烯共聚物，乙烯辛烯共聚物，和其它助劑。更優(yōu)選為乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物40～70%、乙烯醋酸乙烯共聚物10～40%、乙烯辛烯共聚物10～40%、抗氧劑0.2～2%，所述粘合層總厚度為5-30μm。而結(jié)構(gòu)層主要起到內(nèi)層結(jié)構(gòu)制成的作用，也能與阻隔層共同起到阻隔電解液腐蝕的效果，結(jié)構(gòu)層材料為高分子量高密度聚乙烯40～60%、超高分子量聚乙烯5～20%、高密度聚乙烯30～50%、抗氧劑0.5～2%，厚度10～50μm。阻隔層材料為流延聚丙烯膜，厚度5-30μm。結(jié)構(gòu)層與阻隔層共同作用，起到完全隔離電解液的作用，并支撐鋁塑膜的整體結(jié)構(gòu)，提高其力學(xué)性能。為了更好的實現(xiàn)本技術(shù)的效果，結(jié)構(gòu)層與阻隔層的厚度之比為5:1-1:1，優(yōu)選為2：1。本技術(shù)的有益效果是：該鋁塑膜以具有較高耐熱性、耐磨性和柔韌性的拉伸聚對苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜作為最外層保護層，具有高水汽、氧氣阻隔率且柔韌性較好的鋁箔作為中間層，并對其進行陽極氧化預(yù)處理，進一步提高其耐腐蝕和易粘結(jié)性能，具有三層共擠聚烯烴復(fù)合膜作為最內(nèi)層，三層共擠聚烯烴復(fù)合膜起到內(nèi)層與鋁箔層粘接強度不降低，完全隔離電解液的作用，并支撐鋁塑膜的整體結(jié)構(gòu)，提高其力學(xué)性能和耐電解液性能。該產(chǎn)品具有較高的耐化學(xué)性、隔濕、隔氧、封裝粘結(jié)力并能防爆，適合于高性能鋰電池封裝用鋁塑膜。附圖說明圖1：本技術(shù)的鋰電池本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜，主要包括保護層、鋁箔層和熱封層，其特征在于：所述保護層與鋁箔層通過膠合層粘接復(fù)合，所述鋁箔層與熱封層通過熱壓復(fù)合；所述熱封層的材料為三層共擠聚烯烴復(fù)合膜，內(nèi)層為粘結(jié)層，中間層為結(jié)構(gòu)層，外層為阻隔層；所述保護層的厚度為10～50μm，所述鋁箔層的厚度為20～80μm，所述熱封層的厚度為20～120μm。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜，主要包括保護層、鋁箔層和熱封層，其特征在于：所述保護層與鋁箔層通過膠合層粘接復(fù)合，所述鋁箔層與熱封層通過熱壓復(fù)合；所述熱封層的材料為三層共擠聚烯烴復(fù)合膜，內(nèi)層為粘結(jié)層，中間層為結(jié)構(gòu)層，外層為阻隔層；所述保護層的厚度為10～50μm，所述鋁箔層的厚度為20～80μm，所述熱封層的厚度為20～120μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜，其特征在于：所述鋁箔層兩面均有陽極氧化形成的氧化層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕鋰電池封裝用鋁塑膜，其特征在于：保護層的材料為拉伸聚對苯二...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉平磊，苗魯濱，汪裕超，
申請(專利權(quán))人：蘇州愛康薄膜新材料有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32