金属复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提出的金属复合膜，包括：一金属层、一第一胶粘剂层、及一第一热熔接树脂层，所述第一胶粘剂层设置于所述金属层与所述第一热熔接树脂层之间，所述第一胶粘剂层至少含有固化剂与酸改性聚丙烯，所述固化剂含有50wt％以上的六亚甲基二异氰酸酯，所述六亚甲基二异氰酸酯自聚合成三聚体，所述六亚甲基二异氰酸酯的官能度为3.0至4.5，所述酸改性聚丙烯含有聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂为用羧酸或其酸酐进行接枝处理进行改性过的，所述酸改性聚丙烯的酸值为1至5，熔点为70至130℃，重均分子量为10万至25万，所述固化剂中的异氰酸酯基摩尔数(NCO值)相对于所述酸改性聚丙烯中的羧基摩尔数(COOH值)的比值NCO/COOH为1.0至5.0。数(COOH值)的比值NCO/COOH为1.0至5.0。数(COOH值)的比值NCO/COOH为1.0至5.0。

【技术实现步骤摘要】
金属复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及于电池包装材料的相关
，且特别攸关一种金属复合膜层及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池依外型主要分为方形、圆柱、软包等三大类。方形和圆柱的外壳主要采用铝合金、不锈钢等，而软包的外壳则采用金属和树脂层叠而成的金属复合膜，极大地改善硬装电池外形设计不灵活的问题。软包的金属复合膜主要有两种类型，一是干法品，其构成从外到内依次是外基材树脂层、外胶粘剂层、中间金属层、内胶粘剂层和内热熔接树脂层；另一是热法品，其构成从外到内依次是外基材树脂层、外胶粘剂层、中间金属层和内热熔接树脂层。
[0003]聚丙烯为内胶粘剂层中常见的材料。内胶粘剂层能使中间金属层和内热熔接树脂层具有一定的复合强度、耐电解液强度、二侧封耐性与绝缘性，从而防止电解液渗透与短路，所以内胶粘剂层的性能对于电池的性能影响极大。目前用于电池外包装中内胶粘剂层的粘接剂由于使用时易遭内容物电解液侵蚀，在长期保存下，易使中间金属层和内热熔接树脂层间的剥离强度降低。另外，耐热性也有下降的趋势。存在这些问题的主因是固化剂的选择，一般选择六亚甲基二异氰酸(HDI)，但未考虑其官能度。虽然同为HDI，但是每个供应公司的催化剂选择与反应条件的控制都会有差异，通常得到的三聚体产物是多个组分的混合物，纯度高低不一，导致性能也有很大的差异。在长期保存中容易发生内胶粘剂层破坏引起的中间金属层和内热熔接树脂层剥离的现象，严重影响使用安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术之目的在于确保电池外包装在电解液环境中有良好的粘接性能和密封性能，使电池内部化学体系稳定工作，保证电池的基本安全。
[0005]因此，本专利技术提出一种金属复合膜，包括：一金属层、一第一胶粘剂层、及一第一热熔接树脂层，所述第一胶粘剂层设置于所述金属层与所述第一热熔接树脂层之间，所述第一胶粘剂层至少含有固化剂与酸改性聚丙烯，所述固化剂含有50wt％以上的六亚甲基二异氰酸酯，所述六亚甲基二异氰酸酯自聚合成三聚体，所述六亚甲基二异氰酸酯的官能度为3.0至4.5，所述酸改性聚丙烯含有聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂为用羧酸或其酸酐进行接枝处理进行改性过的，所述酸改性聚丙烯的酸值为1至5，熔点为70至130℃，重均分子量为10万至25万，所述固化剂中的异氰酸酯基摩尔数(NCO值)相对于所述酸改性聚丙烯中的羧基摩尔数(COOH值)的比值NCO/COOH为1.0至5.0。
[0006]依本专利技术，通过对酸改性聚丙烯的物性及固化剂的官能度进行选择，找到最适的参数范围，使构成的胶粘剂层的耐液剥离强度和耐液热封强度提升，性能更优，从而满足胶粘剂层的耐液性能和热封后及作为内容物的电解液的电解环境中的耐液热封强度。
附图说明
[0007]图1为一剖面结构示意图，以呈现本专利技术的具体实施方式的金属复合膜；
[0008]图2为一直方图，以比较实施例1至9与比较例1至10的复合成品在85℃的温度下浸泡电解液总质量1000PPM的水溶液后测得的剥离强度；
[0009]图3为一直方图，以比较实施例1至9与比较例1至10的复合成品在85℃的温度下浸泡电解液总质量1000PPM的水溶液后测得的剥离强度维持率；
[0010]图4为一直方图，以比较实施例1至9与比较例1至10的复合成品初期剥离强度及在不同温度下置放1分钟后测得的剥离强度；及
[0011]图5为一直方图，以比较实施例1至9与比较例1至10的复合成品在不同温度下置放1分钟后测得的剥离强度维持率。
[0012]组件标号说明
[0013](1)金属层
[0014](2)第一胶粘剂层
[0015](3)第一热熔接树脂层
[0016](4)第一防腐蚀层
[0017](5)第二防腐蚀层
[0018](6)第二胶粘剂层
[0019](7)第二热熔接树脂层
具体实施方式
[0020]以下对本专利技术的具体实施方式结合附图进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0021]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0022]如图1所示，本专利技术的一具体实施方式提出一种金属复合膜，其至少包括：一金属层(1)、一第一胶粘剂层(2)、及一第一热熔接树脂层(3)，所述第一胶粘剂层(2)设置于所述金属层(1)与所述第一热熔接树脂层(3)之间，所述第一胶粘剂层(2)至少含有固化剂与酸改性聚丙烯，所述固化剂含有50wt％以上的六亚甲基二异氰酸酯，所述六亚甲基二异氰酸酯自聚合成三聚体，所述六亚甲基二异氰酸酯的官能度为3.0至4.5，所述酸改性聚丙烯含有聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂为用羧酸或其酸酐进行接枝处理进行改性过的，所述酸改性聚丙烯的酸值为1至5，熔点为70至130℃，重均分子量为10万至25万，所述固化剂中的异氰酸酯基摩尔数(NCO值)相对于所述酸改性聚丙烯中的羧基摩尔数(COOH值)的比值NCO/COOH为1.0至5.0。
[0023]由于所述第一胶粘剂层(2)由酸改性聚丙烯和固化剂固化反应形成的，固化剂在制造阶段时除了生成期望的反应生成物外，尚有与反应生成物不同碳原子数的杂质。由于除去这个杂质非常困难，所以固化剂中的三聚体产物是多组分混合物。基于此，「六亚甲基二异氰酸酯的官能度」可视为所述六亚甲基二异氰酸酯的纯度指标。
[0024]于本具体实施方式中，所述六亚甲基二异氰酸酯的官能度未满界定范围的最小值3时，会产生很多直链状反应生成物，而直链状反应生成物会受电解液的渗透和氢氟酸的产生而发生分解。反之，所述六亚甲基二异氰酸酯的官能度超过界定范围的最大值4.5时，直链状的反应成分变少，但立体结构紧密状态的反应生成物变多；紧密结构体产生会使所述第一胶粘剂层(2)的内部应力变大，导致所述金属层(1)及所述第一热熔接树脂层(3)的剥离强度有变小的倾向。
[0025]「酸改性聚丙烯的酸值」表示中和1克酸改性聚丙烯所需的氢氧化钾(KOH)的毫克数，因此其单位虽省略但实际为mg KOH/g。
[0026]于本具体实施方式中，所述酸改性聚丙烯的酸值未满界定范围的最小值1.0mg KOH/g时，与固化剂的固化反应点少，会造成所述金属层(1)及所述第一热熔接树脂层(3)的黏结性不稳。反之，所述酸改性聚丙烯的酸值超过界定范围的最大值5.0mg KOH/g时，与固化剂的固化反应过于剧烈而形成坚硬的层结构,造成耐弯曲性恶化，使得金属复合膜整体的灵活性下降,或弯折产生裂缝,引发所述金属层(1)及所述第一热熔接树脂层(3)剥离的情况。
[0027]于本具体实施方式中，所述酸改性聚丙烯的熔点未满界定范围最小值70℃时,其耐热性降低,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属复合膜，其特征在于，包括：一金属层、一第一胶粘剂层、及一第一热熔接树脂层；所述第一胶粘剂层设置于所述金属层与所述第一热熔接树脂层之间，所述第一胶粘剂层至少含有固化剂与酸改性聚丙烯；所述固化剂含有50wt％以上的六亚甲基二异氰酸酯，所述六亚甲基二异氰酸酯自聚合成三聚体，所述六亚甲基二异氰酸酯的官能度为3.0至4.5；所述酸改性聚丙烯含有聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂为用羧酸或其酸酐进行接枝处理进行改性过的，所述酸改性聚丙烯的酸值为1至5，熔点为70至130℃，重均分子量为10万至25万；所述固化剂中的异氰酸酯基摩尔数(NCO值)相对于所述酸改性聚丙烯中的羧基摩尔数(COOH值)的比值NCO/COOH为1.0至5.0。2.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述的羧酸包括马来酸、富马酸、丙烯酸、与甲基丙烯酸中的一种或多种，其酸酐包括马来酸酐、富马酸酐、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐中的一种或多种。3.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，更包括：一第一防腐蚀层及/或一第二防腐蚀层，所述第一防腐蚀层形成于所述金属层与所述第一胶粘剂层之间，所述第二防腐蚀层形成于所述金属层远离所述第一胶粘剂层的一侧。4.依权利要求3所述的金属复合膜，其特征在于，所述第一防腐蚀层与所述第二防腐蚀层各自包括三价铬化合物、无机酸以及有机树脂。5.依权利要求4所述的金属复合膜，其特征在于，所述三价铬化合物包括硝酸铬、磷酸铬、氟化铬、氯化铬中的一种或多种；且/或所述无机酸包括硝酸、磷酸中的一种或多种；且/或所述有机树脂包括聚丙烯酸系树脂和聚乙烯醇中的一种或多种；且/或所述聚丙烯酸系树脂的重均分子量是1万至80万；且/或所述三价铬化合物、所述无机酸与所述有机树脂之间的质量比是(18至60)：(3至60)：(6至60)；且/或所述三价铬化合物与所述有机树脂之间的质量比是(3至100)：10。6.依权利要求5所述的金属复合膜，其特征在于，所述第一防腐蚀层与所述第二防腐蚀层各自更包括氟化物，所述三价铬化合物、所述无机酸、所述有机树脂与所述氟化物之间的质量比是(18至60)：(3至60)：(6至60)：(0至10)，所述氟化物的对应数值不是0。7.依权利要求4所述的金属复合膜，其特征在于，所述三价铬化合物包括硝酸铬、氟化铬、氯化铬、磷酸铬中的一种或多种；且/或所述无机酸包括硝酸、氢氟酸中的一种或多种；且/或所述有机树脂至少包括聚乙烯醇；且/或所述三价铬化合物、所述无机酸与所述有机树脂之间的质量比是(24至40)：(1至8)：(10至12)；且/或所述三价铬化合物与所述有机树脂之间的质量比是(2至4)：1。8.依权利要求7所述的金属复合膜，其特征在于，所述第一防腐蚀层与所述第二防腐蚀层各自更包括包括钛酸盐，所述三价铬化合物、所述无机酸、所述有机树脂与钛酸盐之间的质量比是(24至40)：(1至8)：(10至12)：(0至5)，所述钛酸盐的对应数值不是0。9.依权利要求3所述的金属复合膜，其特征在于，所述第一防腐蚀层与所述第二防腐蚀层各自包括氨基化酚聚合物、三价铬化合物及磷化合物。10.依权利要求9所述的金属复合膜，其特征在于，于所述第一防腐蚀层与所述第二防
腐蚀层每1m2面积下，所述氨基化酚聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志，张茜，黎秋生，冶成良，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：