一种锂离子电池软包钢塑膜制造技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池软包钢塑膜，由外到内依次设有外保护层、粘接胶层A、不锈钢箔、粘接胶层B和热封层，所述不锈钢箔的上、下表面设置有具有三维网状通孔的蜂窝状结构层，所述不锈钢箔为奥氏体‑铁素体双相不锈钢箔。本发明专利技术的不锈钢箔、其上、下表面设计具有三维网状通孔的蜂窝状结构层，使粘结胶层和蜂窝状结构层形成内在的锁扣结构，即使在钢塑膜延展后仍然能保持锁扣结构，具有良好的层间剥离力；而且本发明专利技术的不锈钢箔采用奥氏体‑铁素体双相不锈钢箔，使钢塑膜具有优良的耐深冲性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池软包钢塑膜
本专利技术涉及包装
，特别涉及一种锂离子电池软包装。
技术介绍
目前，市场上流通的软包锂离子电池使用的包装膜是采用铝箔复合而成，因此也简称铝塑膜，因具有良好的安全性、成型性、阻隔性和耐药性而广泛使用。但随着市场，特别是动力领域市场，对锂离子电池的容量要求越来越高，由其引起了对外包装壳体的厚度要求越来越薄。但对于铝箔来说，当综合考虑延展性、抗穿刺强度和刚性时，其厚度需要大于30μm，无法进一步降低，限制了更薄的锂离子电池软包装膜的制备。因此，具有更高强度和刚性的不锈钢箔成为更好的选择，在保证穿刺强度的同时可以做的更薄。虽然由不锈钢箔制备的锂离子电池软包钢塑膜能做的更薄，但采用主流的奥氏体不锈钢箔制备的钢塑膜其深冲性能并不理想，主要原因在于奥氏体不锈钢箔在延展时容易产生时效裂纹，而且由于其镍元素含量一般大于6wt％，使得钢塑膜成本偏高。同时由于不锈钢箔表面粗糙度不足，造成与粘结胶层的粘接力不强。为了解决该问题，中国专利文献CN201510654729.5和专利CN201520786466.9提供了一种通过增加不锈钢箔表面粗糙度来增强不锈钢箔和粘结胶层之间剥离力的技术方案。虽然通过提高粗糙度的方法能增强不锈钢箔和粘结胶层之间的粘接力，但该方法存在钢塑膜延伸后层间剥离力保持率低的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种具有优异的深冲性能、粘接力和层间剥离力保持率的锂电池软包钢塑膜。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种锂电池软包钢塑膜，其结构由外到内依次为外保护层、粘接胶层A、不锈钢箔、粘接胶层B和热封层，所述不锈钢箔的上、下表面设置有具有三维网状通孔的蜂窝状结构层，所述不锈钢箔为奥氏体-铁素体双相不锈钢箔。上述钢塑膜，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔中奥氏体相体积分率为60vol％～80vol％。上述钢塑膜，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔，其Cr元素质量含量为20wt％～30wt％，Ni元素质量含量为1wt％～3wt％。上述钢塑膜，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔的厚度方向的晶粒个数为5个～15个。上述钢塑膜，所述蜂窝状结构层是由超细不锈钢粉热喷涂在不锈钢箔表面而制成的，具有三维网状通孔。上述钢塑膜，所述超细不锈钢粉由球形颗粒组成，粒径大小为100nm～300nm。上述钢塑膜，所述蜂窝状结构层的厚度为3μm～5μm，上述钢塑膜，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔厚度为10μm～40μm，优选10μm～20μm。上述钢塑膜，所述外保护层为PET/PA共挤膜，厚度为15μm～25μm，所述粘接胶层A为双组份聚氨酯类粘接树脂，厚度3μm～5μm；所述的粘接胶层B为双组份酸酐改性聚烯烃类粘接树脂，厚度3μm～5μm；所述热封层选用聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯共聚物中的一种，优选流延聚丙烯膜(cPP)，厚度60μm～80μm。有益效果与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提供的锂电池软包钢塑膜，由于在不锈钢箔的上、下表面设置有具有三维网状通孔的蜂窝状结构层，此结构能使粘结胶层渗透到不锈钢箔表面蜂窝状结构层的三维网状通孔中，使粘结胶层和蜂窝状结构层形成内在的锁扣结构，即使在钢塑膜延展后仍然能保持锁扣结构，使钢塑膜具有良好的层间剥离力。2.本专利技术提供的锂电池软包钢塑膜，不锈钢箔采用奥氏体-铁素体双相不锈钢箔，使钢塑膜具有优良的深冲性。3.本专利技术提供的锂电池软包钢塑膜，由于使用了Ni含量更低的不锈钢箔，其成本更有优势；同时由于不锈钢箔的厚度薄，使得钢塑膜可以薄型化，有望应用到高容量软包动力锂离子电池中。4.本专利技术提供的锂电池软包钢塑膜，由于使用了PET/PA共挤膜作为钢塑膜的外保护层，使钢塑膜具有良好的耐电解液污染性能和成型性能。附图说明图1是本专利技术锂离子电池软包钢塑膜的结构示意图。图中各标号分别表示为：1-外保护层、2-粘接胶层A、3-不锈钢箔、3a-蜂窝状结构层、3b-蜂窝状结构层、4-粘接胶层B、5-热封层。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。请参阅图1，本专利技术的钢塑膜由外到内依次设有外保护层、粘接胶层A、不锈钢箔层、粘接胶层B和热封层。其中，所述不锈钢箔的上、下表面设置有具有三维网状通孔的蜂窝状结构层3a和3b。所述蜂窝状结构层3a和3b是由超细不锈钢粉通过热喷涂喷涂在不锈钢箔表面而制成，具有三维网状通孔，所述超细不锈钢粉由球形颗粒组成，粒径大小为100nm～300nm，过小的粒径容易使不锈钢粉粒过度熔融而造成孔隙过小，不利于胶层的渗透而影响粘接性；过大的粒径容易造成不锈钢粉粒熔融不良，影响粉粒与粉粒之间的粘接、粉粒和基材的粘接，同样不利于蜂窝层与膜层的粘接性能；所述蜂窝状结构层3a和3b的厚度为3μm～5μm，过薄的蜂窝层对钢塑膜延伸后耐电解液保持率时效性差；而过厚的蜂窝层结构会影响钢塑膜的薄型化。本专利技术中所述不锈钢箔为奥氏体-铁素体双相不锈钢箔，其中奥氏体相体积分率为60vol％～80vol％。奥氏体相体积分数在60vol％～80vol％范围内，能令奥氏体-铁素体双相不锈钢箔同时兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点：与铁素体不锈钢箔相比，塑性、韧性更高，无室温脆性；与奥氏体不锈钢箔相比，强度更高，不容易产生时效裂纹。奥氏体相体积分数不足60vol％，难以确保钢塑膜较高的成型性；奥氏体相体积分数超过80％，难以确保钢塑膜优异的强度和抗时效裂纹特性。所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔，其Cr元素质量含量为20wt％～30wt％。Cr元素是铁素体的稳定剂，也是奥氏体和铁素体两相平衡的调节剂。如果不足20wt％，难以起到稳定和调节的作用；如果超过30wt％，会导致铁素体体积分数偏高，难以生成奥氏体，影响钢塑膜的深冲性。所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔，其中Ni元素质量含量为1wt～3wt％。如果不足1％，制备的奥氏体-铁素体双相不锈钢箔低温韧性差，难以确保钢塑膜的耐寒性；如果超过3％，铁素体中的镍含量偏高，制备的奥氏体-铁素体双相不锈钢箔的延展性差，影响钢塑膜的成型性，并且会导致制备成本升高。所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔厚度方向的晶粒个数为5个～15个。如果厚度方向的晶粒个数小于5个，难以保证奥氏体-铁素体双相不锈钢箔在冲深过程的塑性形变时具有良好的晶粒间协调效果，容易导致变形不均匀，降低不锈钢箔的延展性；再者，会使微观小孔难以弥合，进而影响钢塑膜的阻隔性能。而晶粒个数如果大于15个，不能保证不锈钢箔的强度，深冲时容易破裂。所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔厚度为10μm～40μm，优选10μm～20μm。厚度小于10μm，难以确保厚度方向晶粒数量大于5个的要求，进而影响钢塑膜的深冲性；厚度大于20μm会影响钢塑膜的厚度要求。本专利技术中的锂离子电池软包钢塑膜，考虑到制备过程中的加工性能，需要在奥氏体-铁素体双相不锈钢箔外表面复合上外保护层。本专利技术选择PET/PA共挤膜作为钢塑膜的外保护层，主要兼顾PET的耐电解液污染性能和PA的成型性能。如果单用PET，虽然其耐电解液污染性能好，但容易深冲回弹，影响使用性能；如果单用PA，虽然深冲后不回弹，但耐电解液污染性能差。因此采用PET/PA共挤膜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池软包钢塑膜，其结构由外到内依次为外保护层、粘接胶层A、不锈钢箔、粘接胶层B和热封层，其特征在于，所述不锈钢箔的上、下表面设置具有三维网状通孔的蜂窝状结构层，所述不锈钢箔为奥氏体‑铁素体双相不锈钢箔。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池软包钢塑膜，其结构由外到内依次为外保护层、粘接胶层A、不锈钢箔、粘接胶层B和热封层，其特征在于，所述不锈钢箔的上、下表面设置具有三维网状通孔的蜂窝状结构层，所述不锈钢箔为奥氏体-铁素体双相不锈钢箔。2.根据权利要求1所述钢塑膜，其特征在于，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔中奥氏体相体积分率为60vol％～80vol％。3.根据权利要求2所述钢塑膜，其特征在于，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔，其Cr元素质量含量为20wt％～30wt％，Ni元素质量含量为1wt％～3wt％。4.根据权利要求3所述钢塑膜，其特征在于，所述奥氏体-铁素体双相不锈钢箔的厚度方向的晶粒个数为5个～15个。5.根据权利要求1所述钢塑膜，其特征在于，所述蜂窝状结构层是由超细...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐孟进，李茜茜，高秀芳，马亚男，张学建，冯慧杰，
申请(专利权)人：乐凯胶片股份有限公司，汕头乐凯胶片有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13