一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜制造技術

本實用新型專利技術提供了一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，包括保護層、膠黏劑層、鈍化鋁箔層和熱封層，其中所述保護層為單面或雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜，鍍層厚度約1~5μm，所述熱封層為三層結構的粘結熱封CPP一體層，厚度約30?80μm，所述三層結構包括粘結作用層，支撐作用層，熱封作用層。本實用新型專利技術制備的復合膜有效降低了尼龍的吸水，并增強了與鋁箔間膠黏劑層的耐水解性能，并且多層共擠出淋膜的工藝，實現了從原料到成品復合膜的一次成型，省去了CPP膜的單獨生產和粘結劑貼合的工藝，有效降低了生產成本和設備投入。

【技術實現步驟摘要】
一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜
本技術涉及封裝材料領域，主要涉及軟包鋰電池封裝材料領域，具體涉及一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜及其制備方法。
技術介紹
鋰離子電池由于其重量輕、容量大、循環壽命長以及無記憶效應等優勢，在數碼電子領域廣泛應用，近年來，更是在新能源汽車、儲能等新興領域快速發展。傳統鋰電池使用的鋁殼、鋼殼等剛性材料包裝，除了輕便型問題外，也存在壓力過大爆炸等安全隱患。針對鋰電池金屬包裝存在的一系列問題，一種新的鋁塑復合膜包裝材料應運而生。該包裝材料一般由三層膜材料復合而成，從外到內依次是保護層、鋁箔層、耐腐蝕熱封層，，通常保護層是雙向拉伸的尼龍膜（BOPA膜）、鋁箔層采用單面或雙面鈍化處理、耐腐蝕層是流延聚丙烯膜（CPP膜）。鋁箔和外層尼龍膜的粘結方式，均是靠膠黏劑干式復合工藝。鋁箔和內層CPP膜的粘結方式有兩種。一種是熱壓復合，即使用擠出機將粘合樹脂擠出淋膜在鋁箔表面，然后再熱壓粘合CPP膜。另外一種是鋁箔表面涂布膠黏劑，再烘干溶劑與CPP膜進行干式復合。外層的尼龍膜，由于本身易吸水，且阻水性較差，對使用環境要求較高，保存期短，用于尼龍膜和中間層鋁箔粘結膠黏劑也易因水解造成粘結力降低等問題，尼龍膜本身阻燃性也不佳，在電池短路、受擠壓等引發起火的情況下，不能有效的保證安全。內層的CPP膜同鋁箔復合，無論熱壓擠出復合CPP膜還是膠黏劑干式復合CPP膜，都需要先購買或者制備出CPP膜，增加了材料和工藝成本。此外，熱壓復合存在整體厚度較大，不宜制備超薄型封裝膜問題；干式復合需要面臨溶劑處理等問題。
技術實現思路
針對常規保護層尼龍膜的阻水阻燃性不足問題和內層CPP膜熱封層的成型問題，本技術提供一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，具有高阻水阻燃，并且成本低。本技術提供了一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，包括保護層、膠黏劑層、鈍化鋁箔層和熱封層，其中所述保護層為單面或雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜，鍍層厚度約1~5μm，所述熱封層為三層結構的粘結熱封CPP一體層，厚度約30-80μm，所述三層結構包括粘結作用層，支撐作用層，熱封作用層。進一步地，鍍層可以為鍍鋁層、二氧化硅、氧化鋁等金屬或氧化物。進一步地，鍍層采用蒸鍍或濺射方式形成單層或多層鍍層。進一步地，熱封層的三層結構包括：（1）粘結作用層厚度6-15μm；（2）支撐作用層厚度15-50μm；（3）熱封作用層厚度10-20μm。進一步地，支撐作用層與熱封作用層的厚度之比為3:1-1:1進一步地，鈍化鋁箔層采用退火軟鋁，并對鋁箔雙面涂布鉻酸鹽進行表面鈍化處理。鍍層采用蒸鍍或濺射方式形成單層或多層鍍層。蒸鍍的方法優選為真空蒸鍍，常見的流程包括脫脂處理用丙酮或酒精進行清洗，表面處理包括電暈放電處理，紫外線照射處理等，底面涂布/硬化處理（必要時），真空蒸鍍工藝。濺射的方法可以為常見的濺射鍍膜方法，優選為磁控濺射法。鍍層材料優選為鋁、二氧化硅、氧化鋁等金屬或氧化物，其中考慮耐水阻隔效果，以及粘結性，制備的便利性，優選為用氧化鋁作為鍍層材料。鍍層可以單層或多層，優選為多層結構，可以通過重復濺射來實現。鍍層的厚度優選為1-5μm，過厚的鍍層導致制備成本過高，并減低粘結性，過小的厚度不能起到很好的阻隔效果。熱封層的材料為三層共擠復合膜，包括熱封作用層，支撐作用層，粘結作用層。粘結作用層主要起到粘結鋁箔與熱封層的作用。如圖3所示，常規粘結熱封層和鋁箔層的方法是在兩者之間通過膠黏劑層來連接。而本技術通過多層淋膜工藝利用馬來酸酐改性聚丙烯為主體的粘結作用層，在一步成型工藝中直接與鈍化鋁箔相粘結，減少了生產工藝步驟，并降低了成本，同時避免常規的膠黏劑的不良耐腐蝕性能。而支撐作用層主要起到內層結構制成的作用，也能與熱封作用層共同起到阻隔電解液腐蝕的效果。支撐作用層成分包含：均聚聚丙烯50%-70%、共聚聚丙烯20%-30%、彈性體10%-20%、抗氧劑1%-2%。厚度15-50μm；而熱封作用層包含：共聚聚丙烯60%-70%、彈性體20%-40%、抗氧劑1%-2%、爽滑劑1%-3%。厚度10-20μm。支撐作用層以均聚聚丙烯與共聚聚丙烯混合物為主體，而熱封作用層以共聚聚丙烯為主體，兩者的物性性能包括粘度，力學性能和凝固溫度不同，從而實現了不同的作用。支撐作用層與熱封作用層共同作用，起到完全隔離電解液的作用，并支撐作用層支撐鋁塑膜的整體結構，提高其力學性能。為了更好的實現本技術的效果，支撐作用層與熱封作用層的厚度之比為3:1-1:1，優選為2：1。本技術的有益技術效果：（1）本技術使用的保護層為單面或雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜，鍍層可以為鍍鋁層、二氧化硅、氧化鋁等金屬或氧化物，采用蒸鍍或濺射方式形成單層或多層鍍層，鍍層厚度約1~5微米不等，鍍膜處理的保護層，有優異的阻水阻燃型。采用含有鍍層的尼龍或聚酯膜，保護層的透水率由3-5g/m2/24h降低到1g/m2/24h以下，有效降低了尼龍的吸水，并增強了與鋁箔間膠黏劑層的耐水解性能。（2）熱封層采用多層共擠出淋膜的工藝，實現了從原料到成品復合膜的一次成型，省去了CPP膜的單獨生產和粘結劑貼合的工藝，有效降低了生產成本和設備投入。附圖說明圖1：本技術的高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜的結構示意圖。其中：尼龍膜或聚酯膜1、鍍層2、鈍化鋁箔層3、膠黏劑層4、熱封層5。圖2：本技術的封裝用復合膜的熱封層的結構示意圖。其中：粘結作用層501，支撐作用層502，熱封作用層503。圖3：常規復合膜結構示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本技術做進一步說明。一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，包括保護層、膠黏劑層4、鈍化鋁箔層3和熱封層5，其中所述保護層為單面或雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜1，鍍層2厚度約1~5μm，所述熱封層為三層結構的粘結熱封CPP一體層，厚度約30-80μm，所述三層結構包括粘結作用層，支撐作用層，熱封作用層。根據表1的配方，按以下步驟制備實施例1-5與對比例1-5（1）基層鋁箔層采用厚度為30μm的退火軟鋁，對鋁箔雙面涂布鉻酸鹽進行表面鈍化處理；（2）尼龍膜或聚酯膜采用常規的蒸鍍或濺射工藝，將鋁、氧化硅、氧化鋁等材料鍍在薄膜表面，鍍層厚度1-5μm；（3）在鈍化的鋁箔層一個面涂布膠黏劑改性環氧樹脂，膠黏劑厚度3-5μm，然后同雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜保護層進行干式復合，制備復合膜的半成品；（4）熱封層的三層物料：馬來酸酐改性聚丙烯30%、丙烯酸改性聚丙烯7.5%、馬來酸酐改性苯乙烯7.5%、共聚聚丙烯53.5%、抗氧劑1.5%；（2）均聚聚丙烯60%、共聚聚丙烯25%、彈性體14%、抗氧劑1%；（3）共聚聚丙烯65%、彈性體35%、抗氧劑2%、爽滑劑3%。分別用三個雙螺桿擠出機擠出，同時連接三腔共擠模具；各擠出機的物料在模具出口復合，再流延到上述半成品的鋁箔表面，粘結作用層同鋁箔貼合，然后經過多輥熱壓復合。各螺桿溫度在200℃左右，模具溫度在230℃左右，熱壓輥溫度分別在90℃左右。對比例6采用常用的制備方法制備的鋁塑膜，如圖3所示。表1實施例與對比例的配方將上述實施例與對比例制備的鋁塑膜分別做成200Ah鋰離子電池，然后按照本行業的標準GB/T18287-2013檢測鋰本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，其特征在于：包括保護層、膠黏劑層、鈍化鋁箔層和熱封層，其中所述保護層為單面或雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜，鍍層厚度約1~5μm，所述熱封層為三層結構的粘結熱封CPP一體層，厚度約30?80μm，所述三層結構包括粘結作用層，支撐作用層，熱封作用層。

【技術特征摘要】
1.一種高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，其特征在于：包括保護層、膠黏劑層、鈍化鋁箔層和熱封層，其中所述保護層為單面或雙面鍍層的尼龍膜或聚酯膜，鍍層厚度約1~5μm，所述熱封層為三層結構的粘結熱封CPP一體層，厚度約30-80μm，所述三層結構包括粘結作用層，支撐作用層，熱封作用層。2.根據權利要求1所述的高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，其特征在于：所述鍍層為二氧化硅、金屬或氧化物層。3.根據權利要求2所述的高阻水阻燃的鋰電池封裝用復合膜，其特征在于：所述鍍層為鍍鋁層或氧化鋁。4.根據權利要求1-3之一所述的高阻水阻燃的鋰電池封裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉平磊，苗魯濱，汪裕超，吳新星，
申請(專利權)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