本发明专利技术提供一种具有优异热封性能和低温韧性的铝塑复合膜，其特征在于自内至外依次包括热封层、第一胶黏层、铝箔层、第二胶黏层和外保护层；所述热封层由流延聚丙烯膜构成，流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比为30‑99%；所述外保护层是双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯层（双向拉伸PET层）或双向拉伸聚酰胺层（双向拉伸PA层）。本发明专利技术的铝塑复合膜具有更宽的热封温度、更低的热封下限温度、更加优异的韧性尤其是低温环境下的韧性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池外壳用包装材料，具体涉及一种具有优异热封性能和低温韧性的铝塑复合膜。
技术介绍
锂离子电池因其工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、自放电小、应用温度范围宽、循环寿命长且无污染、安全性能好等优势，被誉为“最有前途的化学能源”，广泛应用于移动电话、便携式电脑、摄像机、照相机等电子设备以及动力汽车的电源。锂离子电池可采用铝塑复合膜作为包装材料，进行热封包装，形成外壳保卫电池本体。为了能够完好包裹整个电池本体，并经受热、电解液以及机械力的冲击，要求铝塑复合膜的内层(即热封层)提供较低的起始热封温度、较宽的热封温度范围，使其可以快速热封、并获得较高的热封强度；尤其是，锂离子电池需要在各种环境甚至低温环境下使用，在这些环境下，锂电池铝塑膜具有较高的韧性，是极为重要的。目前已有将由拉伸聚酰胺层、铝箔层、聚丙烯层按顺序粘合一体化而成的包装材料，其中聚丙烯层为热封层。聚丙烯层所采用的聚丙烯树脂一般为α晶型，其熔融温度较高，所需热封温度也较高。如果热封温度不够高或者热封时间不够长，都会导致热封强度较差，难以满足使用要求。而且，聚丙烯层韧性较差，尤其是低温韧性差，在冲深成型过程或者成型后组装电池使用过程中，如遇到低温环境，往往容易发脆，韧性不足，容易受到破坏。简而言之，现有的铝塑复合膜热封性能较差(热封温度过高、热封窗口过窄等)，且韧性特别是低温韧性不足，不能很好地满足其在锂离子电池包装上的应用要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种铝塑复合膜，这种铝塑复合膜可作为锂离子电池的包装材料，具有优异的热封性能，且具有优异的韧性尤其是低温韧性。采用的技术方案如下：一种具有优异热封性能和低温韧性的铝塑复合膜，其特征在于自内至外依次包括热封层、第一胶黏层、铝箔层、第二胶黏层和外保护层；所述热封层由流延聚丙烯膜构成，流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比为30-99％；所述外保护层是双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯层(双向拉伸PET层)或双向拉伸聚酰胺层(双向拉伸PA层)。优选上述流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比为40-70％。优选上述流延聚丙烯膜的制备方法包括下述步骤：(1)按质量计，配备下述原料：β晶型成核剂0.01-10％，纳米二氧化硅0.1-10％，余量为聚丙烯；所述聚丙烯是聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物中的一种或两者的混合物；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的平均全同立构规整度都位于55-99％的范围内(通过[碳]核磁共振波谱(13CNuclearMagneticResonanceSpectroscopy，简称13C-NMR)测定)；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的熔点均为130-170℃(通过差示扫描量热仪(DSC)测定)；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的熔体流动指数均为0.1-25g/10min(采用符合DIN53735标准的熔体流动速率仪，在230℃和2.16kg载荷下测定)；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的正庚烷可溶性比例均低于20wt％；(2)将聚丙烯和β晶型成核剂一起加入挤出机进行混炼、挤出，并经流延冷却辊流延成膜，挤出机机筒的温度为180-260℃，挤出模头的温度为200-280℃，流延冷却辊的温度为30-80℃，得到所述流延聚丙烯膜。优选步骤(1)中，所配备的原料的质量百分比为：β晶型成核剂0.02-5％，纳米二氧化硅1-5％，余量为聚丙烯。优选步骤(2)中，流延冷却辊的温度为40-70℃。优选上述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的熔体流动指数均为0.5-10g/10min。优选上述β晶型成核剂是庚二酸钙、辛二酸钙、N,N-二环己基-2,6,-萘二羧酰胺、N,N-二环己基对苯二甲酰胺、γ-喹吖啶酮、二氢喹吖啶和邻苯二甲酸钙中的一种或其中多种的混合物。上述铝箔层的材料可为铝或铝合金。上述流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比通过广角X射线衍射仪(WAXD)测定并根据Turner-Jones公式计算(公式：kβ＝H(β)/(H(β)+H(α))×100％，其中kβ为β晶型的相对含量，H(β)表示WAXD图谱中β晶型衍射峰的高度，H(α)表示WAXD图谱中各α晶型衍射峰的高度之和)。上述流延聚丙烯膜的β晶比例主要由下述因素共同决定：(1)原料中β晶型成核剂的添加量(一般情况下，加大β晶型成核剂的添加量可提高β晶比例)，以及所选β晶型成核剂的种类；(2)聚丙烯原料的平均全同立构规整度(聚丙烯原料的平均全同立构规整度越高，则β晶比例越高)；(3)流延冷却辊的温度(即结晶温度)，该温度越高，则β晶比例越高。为了增强上述铝塑复合膜的耐酸腐蚀性能，优选上述铝箔层的内侧表面上具有第一硬脂酸膜层，第一硬脂酸膜层通过第一胶黏层与所述热封层连接，铝箔层的外侧表面上具有第二硬脂酸膜层，第二硬脂酸膜层通过第二胶黏层与所述外保护层连接。优选方案中，在铝箔层的内侧表面、外侧表面上形成第一硬脂酸膜层、第二硬脂酸膜层的方法依次包括下述步骤：(1’)将铝箔浸入温度为20-30℃的盐酸-草酸混合溶液中，浸泡0.5-2min；每升盐酸-草酸混合溶液由下述比例的原料配制而成：草酸5-20克，浓盐酸5-100克，余量为水；(2’)将铝箔从盐酸-草酸混合溶液中取出并浸入温度为20-30℃的高锰酸钾溶液中，浸泡1-2min；每升高锰酸钾溶液含有：高锰酸钾5-32克，余量为水；(3’)将铝箔从高锰酸钾溶液中取出，用水将铝箔洗净后，再将铝箔干燥(优选在70-80℃下烘干)；(4’)将铝箔浸入质量百分比浓度为0.1-1％的硬脂酸乙醇溶液中，浸泡1-10分钟；然后将铝箔从硬脂酸乙醇溶液中取出并干燥(优选用50-70℃热风干燥)，在铝箔的内侧表面、外侧表面上分别形成第一硬脂酸膜层、第二硬脂酸膜层，所述铝箔构成铝塑复合膜的铝箔层。优选步骤(1’)中，所用铝箔是厚度为30-50μm的铝合金箔。上述步骤(1’)中，盐酸-草酸混合溶液对铝箔浸渍酸刻蚀，在铝箔表面形成微米级多孔结构。盐酸-草酸混合液对铝箔表面作用：将铝箔浸入盐酸-草酸混合溶液中，铝箔表面的氧化膜首先被溶解；接着铝箔表面的高能量点区在遇到盐酸时，会优先腐蚀(点状腐蚀)，随后在氢气以及酸的作用下使腐蚀孔内部金属发生溶解，由于金属内部晶格缺陷的不均匀性，使金属刻蚀速度不一致，也就导致表面腐蚀程度不一样，出现了许多尺寸不一的凹凸微细结构，从而在铝箔表面形成微米级的无规则多孔结构。草酸属于弱酸，对铝及氧化膜溶解性小，起到酸性缓蚀剂的作用。上述浓盐酸是指含氯化氢质量百分数为37％的盐酸。步骤(2’)中，高锰酸钾溶液对铝箔浸渍，高锰酸钾作为一种强氧化剂、钝化剂，可以在微米级多孔结构的铝表面上再形成一层更细小的(纳米级)、更致密的氧化层，从而在铝箔表面形成微、纳米相间的多孔结构的颗粒层(该多孔结构颗粒层的孔深约1-5μm，孔径约1-2μm，孔间距约5-20μm)，使铝箔层表面粗糙化。上述步骤(4’)中，将经表面粗糙化的铝箔浸泡在硬脂酸乙醇溶液中时，硬脂酸乙醇溶液可渗入到铝箔表面的孔隙中，并包裹住多孔结构的颗粒层，这样，形成的第一硬脂酸膜层、第二硬脂酸膜层将颗粒层包裹住，并与铝箔层表面紧密结合。硬脂酸为低表面能物质，与微米多孔结构颗粒层相互交织，形成致密本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有优异热封性能和低温韧性的铝塑复合膜，其特征在于自内至外依次包括热封层、第一胶黏层、铝箔层、第二胶黏层和外保护层；所述热封层由流延聚丙烯膜构成，流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比为30‑99%；所述外保护层是双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯层或双向拉伸聚酰胺层。
【技术特征摘要】
1.一种具有优异热封性能和低温韧性的铝塑复合膜，其特征在于自内至外依次包括热封层、第一胶黏层、铝箔层、第二胶黏层和外保护层；所述热封层由流延聚丙烯膜构成，流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比为30-99%；所述外保护层是双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯层或双向拉伸聚酰胺层。2.根据权利要求1所述的铝塑复合膜，其特征是：所述流延聚丙烯膜中β晶型占聚丙烯总结晶部分的相对百分比为40-70%。3.根据权利要求1或2所述的铝塑复合膜，其特征在于所述流延聚丙烯膜的制备方法包括下述步骤：（1）按质量计，配备下述原料：β晶型成核剂0.01-10%，纳米二氧化硅0.1-10%，余量为聚丙烯；所述聚丙烯是聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物中的一种或两者的混合物；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的平均全同立构规整度都位于55-99%的范围内；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的熔点均为130-170℃；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的熔体流动指数均为0.1-25g/10min；所述聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的正庚烷可溶性比例均低于20wt%；（2）将聚丙烯和β晶型成核剂一起加入挤出机进行混炼、挤出，并经流延冷却辊流延成膜，挤出机机筒的温度为180-260℃，挤出模头的温度为200-280℃，流延冷却辊的温度为30-80℃，得到所述流延聚丙烯膜。4.根据权利要求3所述的铝塑复合膜，其特征是：步骤（1）中，所配备的原料的质量百分比为：β晶型成核剂0.02-5%，纳米二氧化硅1-5%，余量为聚丙烯。5.根据权利要求3所述的铝塑复合膜，其特征是：步骤（2）中，流延冷却辊的温度为40-70℃。6.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丹旭，
申请(专利权)人：广东安德力新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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