一种耐电解液锂离子电池装置用外包装材料及电池制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锂离子电池用包装材料生产技术领域，具体来说是一种内热熔接层和中间金属层耐电解液剥离强度向上的粘接剂层的锂离子电池用包装材料及电池。离子电池用包装材料及电池。离子电池用包装材料及电池。

【技术实现步骤摘要】
一种耐电解液锂离子电池装置用外包装材料及电池


[0001]本专利技术涉及铝塑膜生产
，尤其涉及一种耐电解液锂离子电池装置用外包装材料。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池主要分为方形、圆柱、软包三大类，其中方形和圆柱的外壳主要采用铝合金、不锈钢等硬壳，铝合金外壳可为纯铝，而软包的外壳则采用铝塑膜，极大地改善了硬装电池外形设计不灵活的问题。
[0003]铝塑膜的从外到内的构成依次是外基材树脂层，外胶粘剂层，中间金层属，内胶粘剂层和内热熔接层。作为电池外包材料，要求铝塑膜具备耐电解液腐蚀的性能，从而可防止电池包发生漏液等问题，保证电池使用寿命。
[0004]一般的，锂离子电池装置用外包装材料中内热熔接层与中间金属层都是通过内胶粘剂层粘接到一起，防止内热熔接层与中间金属层发生分层现象，降低电解液与中间金属层的接触，提高其使用寿命和安全性。故锂离子电池装置外包装材料内胶粘剂对其使用寿命和安全性有很大的影响。
[0005]目前，锂离子电池外包装材料内胶粘剂层主要是由酸改性聚丙烯和环氧树脂固化剂组成的一种溶剂型胶粘剂。另外，作为另一种方法可以使用热熔型的酸改性聚丙烯树脂作为内胶粘剂层。使用这些内胶粘剂层复合而成的金属复合膜可在普通电解液条件下其粘接强度有着较好的维持性。但是在长时间放置的电解液中会吸收环境中的一部分水分，溶解在电解液中的水分会与电解质进行反应产生具有较强腐蚀性的酸类物质会导致腐蚀内胶粘剂层，在长时间的存放导致电解液溶解在内胶粘剂层中导致其膨胀，中间金属层和内热熔接层之间的粘接强度下降。从而铝塑膜容易产生层间分离，导致电解液有泄漏危险，严重的会导致电池发生热失控导致更加严重的损失，进而影响铝塑膜在锂离子电池领域中的普及和应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐电解液腐蚀能力更强的锂离子电池装置用外包装材料。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的:
[0008]本专利技术的目的在于提供一种耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，包括外基材树脂层、中间金属层、内胶粘剂层、内热熔接层；所述内胶粘剂层是由含有酸改性聚丙烯树脂和固化剂组成的胶粘剂所形成；所述酸改性聚丙烯树脂为结晶性聚丙烯含量大于50％的嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。
[0009]进一步地，所述酸改性聚丙烯树脂使用的酸改性剂有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、富马酸、巴豆酸、琥珀酸等、不饱和二羧酸的半酯、半酰胺等。其中优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、琥珀酸，更特别优选马来酸酐、琥珀
酸。另外，酸成分只要与聚烯烃树脂中共聚即可，其形态没有限定，共聚的状态可以举出无规共聚、嵌段共聚、接枝共聚(接枝改性)、利用热减成法的共聚等。
[0010]进一步地，所述酸改性聚丙烯树脂的熔点在60
‑
97℃之间，重均分子量在6000
‑
80000之间。
[0011]更进一步地，所述酸改性聚丙烯树脂的熔点在75
‑
90℃之间。
[0012]进一步地，所述内胶粘剂层使用的内层胶粘剂酸值在0.5
‑
5mgKOH/g。
[0013]更进一步地，所述内胶粘剂层使用的内层胶粘剂酸值在1
‑
3mgKOH/g。
[0014]进一步地，所述固化剂为含异氰酸酯成分的树脂、环氧树脂、甲基磺酸树脂、胺类化合物中的至少一种。
[0015]更进一步地，当所述固化剂为含异氰酸酯成分的树脂时，其为含有50％以上五亚甲基二异氰酸酯的异氰酸酯衍生物的混合物，或者是五亚甲基二异氰酸酯的异氰酸酯衍生物和五亚甲基二异氰酸酯的脲基甲酸酯的异氰酸酯混合物。其中，所述的五亚甲基二异氰酸酯的官能团度在3.0～4.5之间。
[0016]这里，异氰酸酯基(
‑
NCO)和氨酯基(
‑
NHCOO
‑
)与含有活泼氢的材料之间产生氢键，使分子内力增强，增加粘接强度。
[0017]进一步地，至少中间金属层与内胶粘剂层接触的那一面经过防腐液处理；以质量份计，所述防腐液中19～60份三价铬化合物、3～60份无机酸、6～60份有机树脂、0～10份氟化物；所述三价铬化合物至少是由硝酸铬、磷酸铬、氯化铬中的一种组成。
[0018]这里，三价铬化合物可在金属表面形成了以Cr原子为中心的配位交联结构，起到增加金属表面防腐膜的交联度的作用。
[0019]更进一步地，上述质量份的表达仅为某种实施例配方范围，而实际的质量可以依据生产量的大小而乘以数倍，因此，关键在于限定防腐液中各组分之间的比例关系，即所述三价铬化合物、无机酸、有机树脂、氟化物的比例应满足(19～60):(3～60):(6～60):(0～10)。
[0020]这里，当三价铬化合物的比例超出上述范围时，会造成金属表面防腐膜变硬，相应的金属复合膜的耐折性变差，如果进行弯曲加工或成型加工，防腐蚀层就会龟裂，电解液的进入会导致绝缘性的降低，氟化氢腐蚀导致中间金属层和内热熔接层的剥离，导致电解液的漏液发生；当三价铬化合物的比例低于上述范围时，会造成金属表面防腐膜交联度较低，起不到防腐的作用。
[0021]这里，当无机酸的比例超出上述范围时，防腐蚀层中的三价铬化合物和有机树脂含量的比例就会降低，不能得到具有高防腐性的防腐蚀层，从而耐氟化氢的腐蚀性会变差，当无机酸的比例低于上述范围时，金属表面的氧化膜去除不干净，防腐蚀层与中间金属层的贴合性变差，在长期保管器件，中间金属层与内热熔接层有可能剥离。
[0022]这里，当有机树脂的比例低于上述范围时，会造成金属表面防腐膜分层且易破，相应的金属复合膜的耐腐蚀性变差；当有机树脂的比例超出上述范围时，会造成金属表面防腐膜过厚，也易破裂，而且其易吸水，在电解液环境中容易产生氢氟酸，腐蚀金属表面，故相应的金属复合膜的耐腐蚀性变差。
[0023]优选的，所述三价铬化合物、无机酸、有机树脂、氟化物的比例应满足(19～60):(3～60):(6～60):(1～10)。
[0024]这里，当氟化物的比例超出上述范围时，三价铬的架桥性会变差，影响防腐蚀层的生成，中间金属层与内热熔接层有剥离的风险，而且还会造成资源浪费；当氟化物的比例低于上述范围时，耐氢氟酸腐蚀的效果不佳，起不到保护金属表面的防腐蚀效果。
[0025]更进一步地，所述无机酸至少是由硝酸、磷酸中的一种组成；所述氟化物至少是由氟化铬、氟化铝中的一种组成；所述有机树脂是由聚丙烯酸系树脂和聚乙烯醇组成；所述聚丙烯酸系树脂为聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、丙烯酸和马来酸的共聚物、丙烯酸和苯乙烯的共聚物及其的钠盐、铵盐衍生物中的一种或多种。
[0026]这里，无机酸起到除去金属表面的氧化物膜的作用。
[0027]这里，聚丙烯酸系树脂起到提高金属表面防腐蚀层成膜性的作用。
[0028]这里，氟化物起到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：包括外基材树脂层、中间金属层、内胶粘剂层、内热熔接层；所述内胶粘剂层是由含有酸改性聚丙烯树脂和固化剂组成的胶粘剂所形成；所述酸改性聚丙烯树脂为结晶性聚丙烯含量大于50％的嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。2.根据权利要求1所述的耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：所述酸改性聚丙烯树脂使用的酸改性剂为无水马来酸、马来酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸中的一种。3.根据权利要求1所述的耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：所述酸改性聚丙烯树脂的熔点在60
‑
97℃之间，重均分子量在6000
‑
80000之间。4.根据权利要求3所述的耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：所述酸改性聚丙烯树脂的熔点在75
‑
90℃之间。5.根据权利要求1所述的耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：所述内胶粘剂层使用的内层胶粘剂酸值在0.5
‑
5mgKOH/g。6.根据权利要求5所述的耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：所述内层胶粘剂层使用的内层胶粘剂酸值在1
‑
3mgKOH/g。7.根据权利要求1所述的耐电解液锂离子电池装置用外包装材料，其特征在于：所述固化剂为含异氰酸酯成分的树脂、环氧树脂、甲基磺酸树脂、胺类化合物中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志，曹舒勇，王小明，虞少波，冯宝平，程跃，
申请(专利权)人：江苏睿捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：