一种防腐蚀处理层及其在锂电池软包装材料中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种防腐蚀处理层及其在锂电池软包装材料中的应用，它包括交替设置的复合层和高分子层，所述复合层为水溶性树脂与铬钝化液混合后干燥形成，所述高分子层为阳离子聚合物在交联剂的作用下固化而成；所述铬钝化液为含有铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的水溶液；所述水溶性树脂为选自丙烯酸系树脂和磺酸系树脂中一种或多种组成的混合物。通过采用特定材料形成交替设置的复合层和高分子层，这样在保证层间剥离强度和冲深深度的情况下，具有优异的耐腐蚀性能。

Corrosion resistant treatment layer and application thereof in flexible packing material for lithium battery

The invention relates to a corrosion protection layer and its application in flexible packaging materials in lithium batteries, comprising alternating set composite layer and the polymer layer, the composite layer is a water soluble resin and chromium passivation liquid are mixed and dried to form a polymer layer, the cationic polymer curing effect on cross-linking agent under the as the chromium passivation solution; water solution containing chromium, oxidizing agent, complexing agent, sealing agent and transition metal salts; the mixture of water soluble resin composition is selected from acrylic resin and sulfonic acid resin in one or more of the. The composite layer and the polymer layer are alternately formed by using a particular material so as to provide excellent corrosion resistance when the peeling strength and depth of the interlayer are guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种防腐蚀处理层及其在锂电池软包装材料中的应用
本专利技术属于锂电池软包装材料领域，涉及一种防腐蚀处理层，具体涉及一种防腐蚀处理层及其在锂电池软包装材料中的应用。
技术介绍
随着电子产品、移动电话，特别是电动交通的迅速发展，人们对锂电池包装材料的质量要求越来越高。由多层膜(例如绝缘基材层/铝箔层/热封层的结构)制成的锂电池软包装材料具有质轻且可以自由选择、包装形状等优点，正受到人们越来越多的关注。锂电池的内容物除了含有正、负极材料外，还含有由有机溶剂和锂盐组成的电解液。有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等具有浸透力的非质子性溶剂，而锂盐(LiPF6)遇水则会产生氢氟酸。当具有浸透力的溶剂或者氢氟酸通过热封层到达铝箔层时，会降低铝箔层与热封层之间的层间剥离强度，甚至引起锂电池膨胀、漏液失效。另外，在锂电池软包装材料冲深成型时，由于模具与粘接树脂层/密封层之间的摩擦易产生针孔等缺陷，作为锂电池软包装材料中间层的铝箔层有可能与电解液直接接触。为了抑制由于电解液或氢氟酸引起的铝箔层与热封层之间的脱层现象，提高锂电池软包装材料的耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命，人们提出了多种方法。公开号为CN103633264A的中国专利提出一种在铝箔亮面上涂覆由锌粉、铝粉、铬酸、氟化物、去离子水组成的达克罗防腐涂层的方法来提高锂电池软包装材料的耐电解液性能。公开号为CN103560213A的中国专利提出一种在铝箔的单侧或两侧表面形成一层兼具导电功能及阻隔水气功能的导电聚合物，使得铝箔层中的金属的电极电位处于钝化区并得到保护。公开号为CN103165831A的中国专利提出一种采用铬盐、酸、氟化物的混合溶液对铝箔表面进行化学处理，在中间铝箔表面形成的致密金属氧化物膜层的方法提高锂电池软包装材料的耐电解液腐蚀性。上述方法在一定程度上能够提高锂电池软包装材料的耐腐蚀性能，但仍存在以下不足。公开号为CN103633264A的中国专利提到的达克罗防腐涂层含有铝粉等固体颗粒，虽未指出固体颗粒的粒径大小，但是固体颗粒的存在使制得的锂电池软包装材料存在大量的缺陷，在冲深成型的过程中这些缺陷会吸收应力造成应力集中，容易产生针孔等不良现象。另外，铬酸等六价铬具有剧毒性和致癌性，且对环境污染严重，各国均制定了严格的控制措施，限制其使用。公开号为CN103560213A的中国专利提到的导电聚合物选自聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩中的至少一种或多种，这些导电聚合物是由具有共扼π-π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。由于共轭结构的存在，导电聚合物刚性极大，通常是难溶难熔的，其加工存在很大困难，文献中也并没有就其加工方法进行说明。公开号为CN103165831A的中国专利提到的混合溶液是由铬盐、酸、氟化物等无机物组成，液体表面张力大，存在涂覆时涂膜收缩引起的应力集中的问题，不利于锂电池软包装材料的冲深成型。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种防腐蚀处理层。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种防腐蚀处理层，它包括交替设置的复合层和高分子层，所述复合层为水溶性树脂与铬钝化液混合后干燥形成，所述高分子层为阳离子聚合物在交联剂的作用下固化而成；所述铬钝化液为含有铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的水溶液；所述水溶性树脂为选自丙烯酸系树脂和磺酸系树脂中一种或多种组成的混合物。优化地，所述复合层中的铬含量为0.5～50mg/m2。进一步地，所述水溶性树脂与所述铬钝化液的质量比为0.01～0.06：1。优化地，所述铬钝化液中铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的浓度分别为0.01～1mol/L、0.01～1mol/L、0.01～0.5mol/L、0.01～0.5mol/L和0.01～0.1mol/L。优化地，所述水溶性树脂是粒径为0.1～1μm的乳化型树脂。优化地，所述阳离子聚合物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物、聚乙烯亚胺、聚乙烯亚胺衍生物、聚乙烯基吡啶中的一种或多种组成的混合物；所述交联剂为具有羧基、异氰酸酯基或环氧基的化合物和硅烷偶联剂中的一种或多种组成的混合物。优化地，所述高分子层的质量为5～100mg/m2。进一步地，所述阳离子聚合物与交联剂的质量比为100：1～30。本专利技术的又一目的在于提供一种上述防腐蚀处理层在锂电池软包装材料中的应用。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术防腐蚀处理层，通过采用特定材料形成交替设置的复合层和高分子层，这样在保证层间剥离强度和冲深深度的情况下，具有优异的耐腐蚀性能。附图说明附图1为本专利技术锂电池软包装材料的结构示意图。具体实施方式本专利技术防腐蚀处理层4，它包括交替设置的复合层41和高分子层42，复合层41为水溶性树脂与铬钝化液混合后干燥形成，高分子层42为阳离子聚合物在交联剂的作用下固化而成；所述铬钝化液为含有铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的水溶液；所述水溶性树脂为选自丙烯酸系树脂和磺酸系树脂中一种或多种组成的混合物。这样在保证层间剥离强度和冲深深度的情况下，具有优异的耐腐蚀性能；而且阳离子聚合物的阳离子基能够捕捉由于锂盐遇水产生的氟离子(F-)，抑制对于作为锂电池软包装材料中间层的铝箔层的伤害，并与复合层41的水溶性树脂的羧基、羟基等阴离子基团相互吸引，有利于两层之间的紧密结合。为了进一步提高其耐腐蚀性能，可以作以下优化：复合层41中的铬含量为0.5～50mg/m2。所述水溶性树脂与所述铬钝化液的质量比为0.01～0.06：1。所述铬钝化液中铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的浓度分别为0.01～1mol/L、0.01～1mol/L、0.01～0.5mol/L、0.01～0.5mol/L和0.01～0.1mol/L。其中，铬盐含有三价铬离子，是铬钝化液的主要成膜物质，可以由硫酸铬、氯化铬、硝酸铬等三价铬盐溶解得到，也可以通过还原铬酸、铬酸盐等六价铬化合物得到；氧化剂起到氧化铝箔产生铝离子，促进膜形成的作用，可以为硝酸盐、过硫酸盐或双氧水等；配位剂可以为柠檬酸、丙二酸、酒石酸、氟化物等(在室温下，三价铬在水中是以稳定性较高的六水合物的形式存在，即[Cr(H2O)6]3+；其内配位水分子取代反应速率常数很小，只有1.8×10-6，动力学稳定的水合三价铬不适合于钝化过程；为此，必须设法用其它配位体取代水合离子的部分水分子，以便形成动力学较不稳定的有利于钝化反应进行的混合配位体)；封孔剂可以为磷酸盐、硅酸盐等(由于Cr3+钝化膜不具备自愈能力，一旦受到破损，很容易发生腐蚀，而封孔剂的加入能够提高钝化膜的致密性，改善钝化膜的耐腐蚀性能。)；过渡金属盐可以选择铁、钴、镍、钼、锰、镧、铈及稀土金属等无机盐，主要用来调整钝化膜的外观颜色和耐蚀性。上述各组分可以选用其中的一种，也可以是多种组成的混合物。所述水溶性树脂优选粒径为0.1～1μm的乳化型树脂，可以为聚(甲基)丙烯酸或者以(甲基)丙烯酸作为主成分的共聚物、聚乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸或者以乙烯磺酸、苯乙烯磺酸作为主成分的共聚物。水溶性树脂的存在使得铬钝化膜比重变小，体积变大，对铝箔层的润湿性提高，容易形成均一的钝化膜，从而缓和锂电池软包装材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防腐蚀处理层，其特征在于：它包括交替设置的复合层（41）和高分子层（42），所述复合层（41）为水溶性树脂与铬钝化液混合后干燥形成，所述高分子层（42）为阳离子聚合物在交联剂的作用下固化而成；所述铬钝化液为含有铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的水溶液；所述水溶性树脂为选自丙烯酸系树脂和磺酸系树脂中一种或多种组成的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种防腐蚀处理层，其特征在于：它包括交替设置的复合层（41）和高分子层（42），所述复合层（41）为水溶性树脂与铬钝化液混合后干燥形成，所述高分子层（42）为阳离子聚合物在交联剂的作用下固化而成；所述铬钝化液为含有铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的水溶液；所述水溶性树脂为选自丙烯酸系树脂和磺酸系树脂中一种或多种组成的混合物。2.根据权利要求1所述防腐蚀处理层，其特征在于：所述复合层（41）中的铬含量为0.5~50mg/m2。3.根据权利要求2所述防腐蚀处理层，其特征在于：所述水溶性树脂与所述铬钝化液的质量比为0.01~0.06：1。4.根据权利要求1所述防腐蚀处理层，其特征在于：所述铬钝化液中铬盐、氧化剂、配位剂、封孔剂和过渡金属盐的浓度分别为0.01~1mol/L、0.01~1mol...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建华，余小玉，范开成，
申请(专利权)人：苏州福斯特光伏材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32