一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜制造技术

本发明专利技术提供了一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，其特征在于：所述保护层与铝箔层通过胶合层粘接复合，所述铝箔层与热封层通过热压复合；所述铝箔层在粘接复合和热压复合前均采用阳极氧化的方式进行表面处理；所述热封层的材料为三层共挤聚烯烃复合膜，内层为粘结层，中间层为结构层，外层为阻隔层；所述保护层的厚度为10～50μm，所述铝箔层的厚度为20～80μm，所述热封层的厚度为20～120μm。该铝塑膜该产品具有较高的耐电解液性能、封装粘结力，适合于高性能锂电池封装用铝塑膜。

An aluminum plastic film for corrosion resistant lithium battery packaging

The invention provides an aluminum plastic film for corrosion resistant lithium battery packaging, mainly including the protective layer, the aluminum foil layer and the heat seal. The characteristic is that the protective layer and the aluminum foil layer are bonded and composite through the adhesive layer, and the aluminum foil layer and the heat seal are compounded by hot pressing. The aluminum foil layer uses the anode before the bonding composite and hot pressing. The material of the heat seal is three layers coextruded polyolefin composite film, the inner layer is the bonding layer, the middle layer is the structure layer and the outer layer is the barrier layer; the thickness of the protective layer is 10~50 mu m, the thickness of the aluminum foil layer is 20~80 mu m, and the thickness of the hot sealing layer is 20~120 u m. The aluminum plastic film has high electrolyte resistance and packaging adhesion, and is suitable for high performance lithium battery packaging aluminum plastic film.

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜
本专利技术涉及封装材料领域，主要涉及软包锂电池封装材料领域，具体涉及一种软包锂电池封装用铝塑膜。
技术介绍
铝塑膜是由外层保护层（ON或PET等）、中间铝箔层（AL层）、内层热封层（CPP或PP）构成的复合材料，层与层之间通过胶黏剂进行压合粘结。铝塑膜是软包装锂电池电芯封装的关键材料，单片电池组装后用铝塑膜密封形成电池，铝塑膜起到保护内容物的作用。为满足锂电池的需求，各层对材料和技术都有很高的要求。目前，市面上铝塑膜的制备主要有干法和热法两种。干法制备在AL和CPP之间用接着剂粘结后，直接压合而成。而热法在AL层和CPP层之间用MPP接着，然后再缓慢升温升压的条件热合成。目前铝塑膜在使用过程中还存在一些问题，主要体现在耐电解液性能，在安全问题上存在一定安全隐患。从电解液的有机溶剂组成看，主要为碳酸酯类，是极性强、渗透性强的溶剂。根据相似相容原理，目前常用的带有极性基团的内层胶黏剂很容易被电解液所腐蚀，失去被粘合强度降低或失效，使得铝塑膜失去了对电池的包装保护作用。从电解液的锂盐的组分看，它们极易水解，遇水便分解成具有极强腐蚀性的氢氟酸和其他气体，而一旦氢氟酸随溶剂侵入铝箔层，将很快破快与热封层粘接的铝箔表面，使铝箔与内膜分离，引发更为剧烈的电化学腐蚀，使得包装结构遭到破坏。目前对于提高铝塑膜耐腐蚀性能的解决方案较多集中在增加内层阻隔层数或者增加厚度上。虽然这些方法一定程度上能够提高耐腐性性能，但同时也出现了一系列问题。如果增加阻隔层数，确实要比单层阻隔膜在阻隔性能上表现更为优异，但是一方面其层与层之间的结合力弱于单层阻隔层，另一方面其制备时的时间成本和加工成本要大大提高。而若是增加厚度，不能有效解决耐腐蚀问题，只是延长了耐腐蚀时间，一方面增加了材料成本，另一方面也不符合铝塑膜日益轻薄化的趋势。CN101992570A公开了一种锂电池封装用铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，且所述保护层与铝箔层、以及热封层与铝箔层之间分别通过胶合层粘接复合，所述保护层与铝箔层、以及热封层与铝箔层之间通过胶合层粘接复合前，所述保护层、铝箔层和热封层材料表面分别采用等离子体技术表面接枝处理，然后再把所述保护层和铝箔层、以及铝箔层和热压层分别与一胶合层的两侧面进行热压复合。该方法制备过程对所有的层都需要进行等离子表面处理，过程复杂，成本过高，不适合工业化生产。CN101992570A也公开了一种锂电池封装用铝塑膜，其中热封层的材料至少为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯-丙烯薄膜、不饱和酸改性聚乙烯薄膜和不饱和酸改性聚丙烯薄膜之一，其未涉及提高耐电解液的功能还有改进空间。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，所述保护层与铝箔层通过胶合层粘接复合，所述铝箔层与热封层通过热压复合；所述铝箔层在粘接复合和热压复合前均采用阳极氧化的方式进行表面处理；所述热封层的材料为三层共挤聚烯烃复合膜，内层为粘结层，中间层为结构层，外层为阻隔层；所述保护层的厚度为10～50μm，所述铝箔层的厚度为20～80μm，所述热封层的厚度为20～120μm。优选地，铝箔层材料采用的阳极氧化的电解液主要成分为硫酸50～80%、草酸5～30%、磺酸5～30%的混合物所配成的10～20%的水溶液。优选地，保护层的材料为拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜。优选地，胶合层为直接采用胶黏剂涂布的方式，将保护层和铝箔层粘接复合。优选地，粘结层是由热塑性线性聚合物组成的。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%、抗氧剂0.2～2%，所述粘结层总厚度为5-30μm。优选地，结构层材料为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%、抗氧剂0.5～2%，厚度从10～50μm。优选地，阻隔层材料为流延聚丙烯膜，厚度5-30μm。优选地，粘结层：结构层：阻隔层的厚度之比为1:2:1。铝箔层材料采用阳极氧化的方式进行表面处理，所述阳极氧化的电解液主要成分为硫酸50～80%、草酸5～30%、磺酸5～30%的混合物所配成的10～20%的水溶液。与CN101992570A公开的等离子气体表面处理方法相比，阳极氧化更方便快捷，价格便宜，效果也更好。通过阳极氧化法，使铝箔表层形成氧化层，提高了铝箔的耐腐蚀和耐电解液性能，还能提高铝箔与热分层的高分子材料和胶黏剂的粘合性能。因此胶合层可直接采用胶黏剂涂布的方式，将保护层和铝箔层粘接复合。与通常的热固型胶黏方法相比，直接胶黏显然效率更高，成本更低。保护层的材料可以为双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(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、聚己内酰胺薄膜、增韧聚己二酸己二胺薄膜和特殊尼龙MXD6薄膜，拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜。其中为了更好的实现本专利技术的技术效果，优选为拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜，厚度10～50μm。热封层的材料为三层共挤聚烯烃复合膜，内层为粘结层，中间层为结构层，外层为阻隔层。引入分子链段结构较为相似的聚烯烃作为耐受电解液腐蚀的主材，粘结层主要起到粘结铝箔与聚烯烃内层的作用。粘结层是由主体为热塑性线性聚合物组成。所述热塑性线性聚合物可以为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、线性低密度聚乙烯与乙烯醋酸乙烯共聚物共混材料、低密度聚乙烯与乙烯醋酸乙烯共聚物共混材料、聚乙烯醇缩丁醛、线性低密度聚乙烯与聚乙烯醇缩丁醛共混材料、低密度聚乙烯与聚乙烯醇缩丁醛共混材料和乙烯醋酸乙烯与聚乙烯醇缩丁醛共混材料。其中为了更好实现粘结层与铝箔的粘结效果，优选为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，和其它助剂。更优选为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%、抗氧剂0.2～2%，所述粘合层总厚度为5-30μm。而结构层主要起到内层结构制成的作用，也能与阻隔层共同起到阻隔电解液腐蚀的效果，结构层材料为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%、抗氧剂0.5～2%，厚度10～50μm。阻隔层材料为流延聚丙烯膜，厚度5-30μm。结构层与阻隔层共同作用，起到完全隔离电解液的作用，并支撑铝塑膜的整体结构，提高其力学性能。为了更好的实现本专利技术的效果，结构层与阻隔层的厚度之比为5:1-1:1，优选为2：1。本专利技术的有益效果是：该铝塑膜以具有较高耐热性、耐磨性和柔韧性的拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯（OPBT）薄膜作为最外层保护层，具有高水汽、氧气阻隔率且柔韧性较好的铝箔作为中间层，并对其进行阳极氧化预处理，进一步提高其耐腐蚀和易粘结性能，具有三层共挤聚烯烃复合膜作为最内层，三层共挤聚烯烃复合膜起到内层与铝箔层粘接强度不降低，完全隔离电解液的作用，并支撑铝塑膜的整体结构，提高其力学性能和耐电解液性能。该产品具有较高的耐化学性、隔湿、隔氧、封装粘结力并能防爆，适合于高性能锂电池封装用铝塑膜。附图说明图1：本专利技术的锂电池封装用铝塑膜的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，其特征在于：所述保护层与铝箔层通过胶合层粘接复合，所述铝箔层与热封层通过热压复合；所述铝箔层在粘接复合和热压复合前均采用阳极氧化的方式进行表面处理；所述热封层的材料为三层共挤聚烯烃复合膜，内层为粘结层，中间层为结构层，外层为阻隔层；所述保护层的厚度为10～50μm，所述铝箔层的厚度为20～80μm，所述热封层的厚度为20～120μm。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，其特征在于：所述保护层与铝箔层通过胶合层粘接复合，所述铝箔层与热封层通过热压复合；所述铝箔层在粘接复合和热压复合前均采用阳极氧化的方式进行表面处理；所述热封层的材料为三层共挤聚烯烃复合膜，内层为粘结层，中间层为结构层，外层为阻隔层；所述保护层的厚度为10～50μm，所述铝箔层的厚度为20～80μm，所述热封层的厚度为20～120μm。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，其特征在于：铝箔层材料采用的阳极氧化的电解液主要成分为硫酸50～80%、草酸5～30%、磺酸5～30%的混合物所配成的10～20%的水溶液。3.根据权利要求1所述的耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，其特征在于：保护层的材料为拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜。4.根据权利要求1所述的耐腐蚀锂电池封...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平磊，苗鲁滨，汪裕超，
申请(专利权)人：苏州爱康薄膜新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32