一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜，涉及锂离子电池软包装材料技术领域，自内至外依次包括流延聚丙烯层、石墨烯耐腐蚀层、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层和聚酰胺防护层，所述流延聚丙烯层与石墨烯耐腐蚀层通过热压工艺复合形成内膜，所述第一粘合层、第二粘合层是由改性聚氨酯粘合剂经室温固化形成的粘合层。本发明专利技术通过流延聚丙烯层与石墨烯耐腐蚀层的热压复合形成内膜，该内膜具有优异的耐电解液腐蚀性能，避免电解液接触到流延聚丙烯层表面时发生溶解和腐蚀从而导致电池报废。

A Corrosive Aluminum-Plastic Composite Film Resistant to Electrolyte for Soft Packaging of Lithium Ion Batteries

The invention discloses an electrolyte corrosion-resistant aluminum-plastic composite film for lithium-ion battery flexible packaging, which relates to the technical field of lithium-ion battery flexible packaging materials. The casting polypropylene layer, graphene corrosion-resistant layer, first adhesive layer, aluminum foil layer, second adhesive layer and polyamide protective layer are successively included from inside to outside. The first bonding layer and the second bonding layer are formed by curing the modified polyurethane adhesive at room temperature. The inner film is formed by hot pressing of tape casting polypropylene layer and graphene corrosion resistant layer. The inner film has excellent corrosion resistance to electrolyte and avoids dissolution and corrosion when electrolyte contacts the surface of tape casting polypropylene layer, which leads to battery scrap.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜
：本专利技术涉及锂离子电池软包装材料
，具体涉及一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜。
技术介绍
：针对目前金属壳包装锂电池在使用过程中易释放气体、压力增大而导致爆炸的问题，人们推出了一种新型的软包装材料，即铝塑复合膜。铝塑复合膜可以膨胀以释放压力，从而防止爆炸。锂离子电池内含有作为离子传输载体的电解液，一般是由碳酸酯类有机溶剂和六氟磷酸锂盐组成。六氟磷酸锂盐易吸潮产生氢氟酸，腐蚀电池包装材料致使锂电池胀气鼓包最终失效。为满足电池使用质量的稳定性要求，要求作为包装材料的铝塑复合膜具有足够强的耐电解液腐蚀性能。为了增强铝塑复合膜的耐电解液腐蚀性能，目前使用的方法有：采用六价铬盐、酸、氟化物的混合溶液对铝箔进行单面或双面的化学处理，或者在铝塑复合膜的内层热塑性树脂层上涂覆功能性涂层(如油酸酰胺、芥酸酰胺、液体石蜡等)以里面电解液直接接触热塑性树脂层。然而这两种方法都存在缺陷，使用六价铬离子对环境和人体有危害性且处理后的铝箔层与内侧热塑性树脂层及外侧聚酰胺层的粘结性能降低，而仅靠热塑性树脂层及其功能性涂层无法保证能够达到耐电解液腐蚀要求。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种通过提高内膜耐电解液腐蚀性能以防止电解液进一步腐蚀铝箔造成电池报废的锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜，自内至外依次包括流延聚丙烯层、石墨烯耐腐蚀层、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层和聚酰胺防护层，所述流延聚丙烯层与石墨烯耐腐蚀层通过热压工艺复合形成内膜，所述第一粘合层、第二粘合层是由改性聚氨酯粘合剂经室温固化形成的粘合层；所述石墨烯耐腐蚀层的制备方法包括如下步骤：(1)向二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶剂中加入膨胀石墨，超声振荡，超声结束后经水洗除去二甲基甲酰胺，即得多层石墨烯；(2)将酚醛乙烯基树脂和二甲基丙烯酸锌熔融共混，并加入超细氧化镁，混合均匀制得熔融物；(3)向所制多层石墨烯中缓慢加入熔融物，超声振荡使熔融物均匀附着于多层石墨烯上，并自然冷却至室温，即得石墨烯耐腐蚀层。所述石墨烯耐腐蚀层的厚度为20-50μm。所述膨胀石墨、酚醛乙烯基树脂、二甲基丙烯酸锌和超细氧化镁的质量比为25-35:5-10:5-10:1-5。所述二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为4:1。所述流延聚丙烯层的厚度为15-80μm。所述聚酰胺防护层为双向拉伸聚酰胺层，厚度为10-50μm。所述铝箔层为经过退火处理的软态高成型性铝箔，厚度为20-100μm。所述改性聚氨酯粘合剂由聚氨酯预聚体、固化剂、乳化剂和水制成，固化剂为3-全氟辛基2-丙烯酸羟丙酯，乳化剂为鲸蜡醇/天门冬酰胺酯化物，聚氨酯预聚体由二异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂和催化剂制成。所述聚醚多元醇为官能度为2～4、数均分子量为1000～5000的聚醚多元醇。所述扩链剂选自新戊二醇、三羟甲基丙烷中的一种。所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种。所述聚氨酯预聚体、固化剂、乳化剂和水的质量比为30-40:10-20:1-10:5-15。所述二异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂和催化剂的质量比为20-30:30-40:1-5:1-5。所述热压工艺的热压温度为170-180℃、热压压力为3-4MPa、热压时间为2-5min。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过流延聚丙烯层与石墨烯耐腐蚀层的热压复合形成内膜，该内膜具有优异的耐电解液腐蚀性能，避免电解液接触到流延聚丙烯层表面时发生溶解和腐蚀从而导致电池报废；(2)本专利技术以3-全氟辛基2-丙烯酸羟丙酯作为固化剂，利用固化剂所含羟基与聚氨酯预聚体中的过量异氰酸基发生反应而发挥固化作用，并提高所制丙烯酸酯改性聚氨酯粘合剂的粘合性能，进而增强铝塑复合膜的抗剥离强度；(3)本专利技术以膨胀石墨为底物，经超声处理形成多层石墨烯，再通过酚醛乙烯基树脂、二甲基丙烯酸锌和超细氧化镁的协同作用制得石墨烯耐腐蚀层，该石墨烯耐腐蚀层属于新型耐腐蚀材料，对电解液具有显著的耐腐蚀性能。附图说明：图1为本专利技术铝塑复合膜的结构示意图；其中，1-流延聚丙烯层；2-石墨烯耐腐蚀层；3-第一粘合层；4-铝箔层；5-第二粘合层；6-聚酰胺防护层。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1如图1所示，将厚度30μm的流延聚丙烯层与厚度30μm的石墨烯耐腐蚀层通过热压工艺复合形成内膜，热压温度180℃、热压压力3MPa、热压时间3min；并将厚度45μm的铝箔退火至软态形成铝箔层，在铝箔层的上下表面涂覆一层厚度3μm的改性聚氨酯粘合剂，并利用干式复合机将厚度30μm的聚酰胺防护层、所制内膜分别复合到铝箔层的上下表面，经室温固化后形成第一粘合层与第二粘合层；最后将复合好的铝塑复合膜进行卷料，并于85℃下固化48h，即完成铝塑复合膜的制备。石墨烯耐腐蚀层的制备：(1)向300mL二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶剂中加入30g膨胀石墨，超声振荡，超声结束后经水洗除去二甲基甲酰胺，即得多层石墨烯；其中，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为4:1；(2)将10g酚醛乙烯基树脂和10g二甲基丙烯酸锌熔融共混，并加入2g超细氧化镁，混合均匀制得熔融物；(3)向所制多层石墨烯中缓慢加入熔融物，超声振荡使熔融物均匀附着于多层石墨烯上，并自然冷却至室温，即得石墨烯耐腐蚀层。改性聚氨酯粘合剂由40g聚氨酯预聚体、15g固化剂3-全氟辛基2-丙烯酸羟丙酯、3g乳化剂鲸蜡醇/天门冬酰胺酯化物和15g水。聚氨酯预聚体由20g二异氰酸酯、35g聚醚多元醇、3g扩链剂三羟甲基丙烷和2g催化剂二月桂酸二丁基锡制成。聚醚多元醇的官能度为3，数均分子量为3000。实施例2如图1所示，将厚度30μm的流延聚丙烯层与厚度30μm的石墨烯耐腐蚀层通过热压工艺复合形成内膜，热压温度180℃、热压压力3MPa、热压时间3min；并将厚度45μm的铝箔退火至软态形成铝箔层，在铝箔层的上下表面涂覆一层厚度3μm的改性聚氨酯粘合剂，并利用干式复合机将厚度30μm的聚酰胺防护层、所制内膜分别复合到铝箔层的上下表面，经室温固化后形成第一粘合层与第二粘合层；最后将复合好的铝塑复合膜进行卷料，并于85℃下固化48h，即完成铝塑复合膜的制备。石墨烯耐腐蚀层的制备：(1)向300mL二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶剂中加入30g膨胀石墨，超声振荡，超声结束后经水洗除去二甲基甲酰胺，即得多层石墨烯；其中，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为4:1；(2)将10g酚醛乙烯基树脂和10g二甲基丙烯酸锌熔融共混，并加入1g超细氧化镁，混合均匀制得熔融物；(3)向所制多层石墨烯中缓慢加入熔融物，超声振荡使熔融物均匀附着于多层石墨烯上，并自然冷却至室温，即得石墨烯耐腐蚀层。改性聚氨酯粘合剂由40g聚氨酯预聚体、15g固化剂3-全氟辛基2-丙烯酸羟丙酯、5g乳化剂鲸蜡醇/天门冬酰胺酯化物和15g水。聚氨酯预聚体由30g二异氰酸酯、40g聚醚多元醇、4g扩链剂三羟甲基丙烷和3g催化剂二月桂酸二丁基锡制成。聚醚多元醇的官能度为3，数均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜，其特征在于：自内至外依次包括流延聚丙烯层、石墨烯耐腐蚀层、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层和聚酰胺防护层，所述流延聚丙烯层与石墨烯耐腐蚀层通过热压工艺复合形成内膜，所述第一粘合层、第二粘合层是由改性聚氨酯粘合剂经室温固化形成的粘合层；所述石墨烯耐腐蚀层的制备方法包括如下步骤：(1)向二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶剂中加入膨胀石墨，超声振荡，超声结束后经水洗除去二甲基甲酰胺，即得多层石墨烯；(2)将酚醛乙烯基树脂和二甲基丙烯酸锌熔融共混，并加入超细氧化镁，混合均匀制得熔融物；(3)向所制多层石墨烯中缓慢加入熔融物，超声振荡使熔融物均匀附着于多层石墨烯上，并自然冷却至室温，即得石墨烯耐腐蚀层。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜，其特征在于：自内至外依次包括流延聚丙烯层、石墨烯耐腐蚀层、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层和聚酰胺防护层，所述流延聚丙烯层与石墨烯耐腐蚀层通过热压工艺复合形成内膜，所述第一粘合层、第二粘合层是由改性聚氨酯粘合剂经室温固化形成的粘合层；所述石墨烯耐腐蚀层的制备方法包括如下步骤：(1)向二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶剂中加入膨胀石墨，超声振荡，超声结束后经水洗除去二甲基甲酰胺，即得多层石墨烯；(2)将酚醛乙烯基树脂和二甲基丙烯酸锌熔融共混，并加入超细氧化镁，混合均匀制得熔融物；(3)向所制多层石墨烯中缓慢加入熔融物，超声振荡使熔融物均匀附着于多层石墨烯上，并自然冷却至室温，即得石墨烯耐腐蚀层。2.根据权利要求1所述的锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜，其特征在于：所述石墨烯耐腐蚀层的厚度为20-50μm；流延聚丙烯层的厚度为15-80μm；聚酰胺防护层为双向拉伸聚酰胺层，厚度为10-50μm；铝箔层为经过退火处理的软态高成型性铝箔，厚度为20-100μm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池软包装用耐电解液腐蚀性铝塑复合膜，其特征在于：所述膨胀石墨、酚醛乙烯基树脂、二甲基丙烯酸锌和超细氧化镁的质量比为25-35:5-10:5-10:1-5；二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为4:1。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，吴磊，张德顺，李汪洋，吴爱萍，朱江森，
申请(专利权)人：界首市天鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34