薄型铝塑膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了薄型铝塑膜及其制备方法和应用。该薄型铝塑膜由外到内依次设有耐热保护层、第一粘接胶层、第一钝化层、第一金属层、铝箔层、第二金属层、第二钝化层、第二粘接胶层和热封层，第一金属层和第二金属层分别独立地预先利用微纳米级金属粉和热喷涂工艺在铝箔表面沉积金属涂层，再对金属涂层进行激光重熔处理形成。该薄型铝塑膜不仅制备效率高，而且金属涂层的材质范围广，能在不影响效率的前提下在超薄铝箔上形成连续无空隙的金属涂层结构，由其组装的铝塑膜即使铝箔厚度减薄到30μm以内并进行冲深成型也能保证良好的阻隔性，从而不仅能显著提升软包电池的长期使用寿命，还可实现高效大规模生产。实现高效大规模生产。实现高效大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
薄型铝塑膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池领域，具体而言，涉及薄型铝塑膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]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，若其厚度小于30μm，存在针孔弊病的概率大大提高，由其生产的铝塑膜产品出现阻隔性失效的风险也将会大幅度提高。因此，铝塑膜用的铝箔厚度通常在30μm以上，限制了更薄的锂离子电池用铝塑膜的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出薄型铝塑膜及其制备方法和应用，以解决现有金属镀层的技术措施中存在的难以高效生产和冲深后阻隔性下降的问题。该薄型铝塑膜具备良好的气密性，即使铝箔厚度减薄到30μm以内并进行冲深成型后，也能保证良好的阻隔性，不仅能显著提升软包电池的长期使用寿命，还可实现高效大规模生产。
[0004]本申请主要是基于以下问题提出的：
[0005]基于上述技术问题，现有的解决方案有在铝箔表面设计金属镀层，即使铝箔中存在针孔，也可通过金属镀层抑制水分由外部入侵，同时抑制电解液向外部扩散、泄漏，从而可以采用更薄(例如大于等于5μm小于30μm)的铝箔生产铝塑膜，达到铝塑膜进一步薄型化的目的。然而，由于该技术方案采用的金属镀层为化学镀层，一方面由于化学镀工序耗时长而使得该技术方案难以实现规模化生产；另一方面由于化学镀沉积的颗粒间粘合性低，在铝塑膜冲深成型过程中存在因颗粒分离而镀层破裂的风险，从而降低阻隔性。因此，由其生产的薄型铝塑膜难以保证软包锂离子电池长期使用寿命。
[0006]为此，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种薄型铝塑膜。根据本专利技术的实施例，该铝塑膜由外到内依次设有耐热保护层、第一粘接胶层、第一钝化层、第一金属层、铝箔层、第二金属层、第二钝化层、第二粘接胶层和热封层，
[0007]其中，所述第一金属层和所述第二金属层分别独立地：预先利用微纳米级金属粉和热喷涂工艺在铝箔表面沉积金属涂层，再对所述金属涂层进行激光重熔处理形成。
[0008]本专利技术上述实施例的薄型铝塑膜采用热喷涂工艺形成金属涂层，热喷涂工艺是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法，效率较高；同时，由于热源的温度可高达3000℃，因此可用于热喷涂的金属范围广。但众所周知，无论是热喷涂或者化学镀所沉积的金属层均存在着孔隙，若不进行封孔处理，各种酸、碱、有机介质就会浸入孔隙，容易造成涂层脱落，影响金属涂层的附着效果。为了使金属涂层具有更高的致密性从而令薄型铝箔具备良好的阻隔性，专利技术人
发现，可以通过进一步结合激光重熔工艺，把孔隙释放出来，同时由于迅速冷却可以使金属晶粒得到细化，使金属涂层形成一体化结构，具备良好的气密性。由此，与化学镀工艺相比，该工艺(产品)不仅具有更高的制备效率，而且所形成的金属涂层的材质范围也更宽，能够在不影响效率的前提下在超薄铝箔上形成了连续无空隙的金属涂层结构，由其组装的薄型铝塑膜即使铝箔厚度减薄到30μm以内并进行冲深成型后，也能保证良好的阻隔性，从而不仅能显著提升软包电池的长期使用寿命，还可实现高效大规模生产。
[0009]另外，根据本专利技术上述实施例的薄型铝塑膜还可以具有如下附加的技术特征：
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉分别独立地为选自镍、铜、铬、锰、钛、银、铁、铝和镁中的至少之一。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的平均粒径分别独立地为10～2000nm。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的粒径分布离散度PDI分别独立地为0.1～0.6。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度分别独立地为1～5μm。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉分别独立地为选自铝、铜、锰、银和镁中的至少之一。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉分别独立地为铝、铜、锰、镁、铬和镍的组合，所述组合包括30～50重量份的铝、5～10重量份的铜、5～10重量份的锰、10～20重量份的镁、10～30重量份的铬和5～10重量份的镍。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的平均粒径分别独立地为100～1000nm。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的粒径分布离散度PDI分别独立地为0.2～0.4。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度分别独立地为2～4μm。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，采用干式复合粘接工艺实现所述耐热保护层与所述第一钝化层和/或所述热封层与所述第二钝化层的粘结。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，所述第一钝化层和所述第二钝化层分别独立地为三价铬钝化层或无铬钝化层。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述第一钝化层和所述第二钝化层分别独立地为钛
‑
锆盐钝化层。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述耐热保护层包括选自聚酯层、聚酰胺层和聚酰亚胺层中的至少之一。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述耐热保护层的厚度为12～40μm。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层分别独立地为聚氨酯层或环氧树脂层。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层的厚度分别独立地为1～5μm。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述铝箔层为8079
‑
O铝箔或8021
‑
O铝箔。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，所述铝箔层的厚度为6～30μm。
[0028]在本专利技术的一些实施例中，所述热封层为经臭氧处理的流涎聚丙烯层。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，所述热封层的厚度为20～40μm。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，所述耐热保护层为聚酰胺层。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，所述耐热保护层的厚度为12～25μm。
[0032]在本专利技术的一些实施例中，所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层的厚度分别独立地为3～5μm。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，所述铝箔层为8079
‑
O铝箔。
[0034]在本专利技术的一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄型铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜由外到内依次设有耐热保护层、第一粘接胶层、第一钝化层、第一金属层、铝箔层、第二金属层、第二钝化层、第二粘接胶层和热封层，其中，所述第一金属层和所述第二金属层分别独立地：预先利用微纳米级金属粉和热喷涂工艺在铝箔表面沉积金属涂层，再对所述金属涂层进行激光重熔处理形成。2.根据权利要求1所述的薄型铝塑膜，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉分别独立地为选自镍、铜、铬、锰、钛、银、铁、铝和镁中的至少之一；所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的平均粒径分别独立地为10～2000nm；所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的粒径分布离散度PDI分别独立地为0.1～0.6；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度分别独立地为1～5μm。3.根据权利要求2所述的薄型铝塑膜，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉分别独立地为选自铝、铜、锰、镁、铬和镍中的至少之一；所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉分别独立地为铝、铜、锰、镁、铬和镍的组合，所述组合包括30～50重量份的铝、5～10重量份的铜、5～10重量份的锰、10～20重量份的镁、10～30重量份的铬和5～10重量份的镍；所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的平均粒径分别独立地为100～1000nm；所述第一金属层和所述第二金属层采用的微纳米级金属粉的粒径分布离散度PDI分别独立地为0.2～0.4；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度分别独立地为2～4μm。4.根据权利要求1～3中任一项所述的薄型铝塑膜，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：采用干式复合粘接工艺实现所述耐热保护层与所述第一钝化层和/或所述热封层与所述第二钝化层的粘结；所述第一钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐孟进，张学建，马亚男，高秀芳，冯慧杰，王莉，王小记，李华锋，柳青，
申请(专利权)人：乐凯胶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：