一种适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法，尼龙薄膜由芯层以及分别复合在中间层上、下表面的表层构成，所述表层含有如下质量份数的物质：包括50

【技术实现步骤摘要】
一种适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于包装材料
，具体涉及一种适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]在消费品应用中，软包电池因其独有的轻便高效的产品特性牢牢占据主流，约有三分之一的消费电子产品应用软包电池在动力电池领域软包锂电池占比目前约为20％。铝塑膜是软包装锂电池电芯封装的关键材料，单片电池组装后用铝塑膜密封形成电池，铝塑膜起到保护内容物的作用；相较于钢壳、铝壳或塑料壳等包装材料，铝塑膜具备质量轻、厚度薄、外形设计灵活等优势，锂电用铝塑膜外层为尼龙层，一般采用BOPA膜，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。为了保护多层复合结构中的铝箔层，需要产品有一定强度及冲深成型性能。
[0003]专利CN 114179473 A提供的双轴取向聚酰胺薄膜，通过添加特定比例的由生物基尼龙和共聚尼龙组成的尼龙组合物，提高了成品薄膜的抗冲击性能和拉伸强度。专利CN112480659A采用聚醚嵌段聚酰胺弹性体对特定配比的聚酰胺改性，结合抗氧剂、开口剂、爽滑剂的特定配比，能够很好兼顾相容性、阻隔性、冲深成型性、拉伸性能和韧性；专利CN102329503B加入尼龙填充体或增塑剂共混材料形成接枝共聚物解决了BOPA在成型过程中过分延伸，在热封层收缩，当收缩力大于BOPA层和AL层的粘接强度时出现分层，拐角、折边发生气泡难题。
[0004]在制备锂离子电池外包装过程中有一部冷冲压过程，在这个过冲中容易发生薄膜翘边、BOPA层和AL层出现分层、剥离，薄膜拐角、折边断裂等问题。目前我国的锂离子电池外包的BOPA膜还多为进口，所以适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜在国内有很大市场。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法，解决了上述
技术介绍
中的问题。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是提供了一种适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：包括上表层，芯层和下表层；其中所述上表层的组分，包括聚酰胺组合物A、聚酰胺组合物B和添加剂C；所述芯层的组分，包括聚酰胺共聚物；所述下表层的组分，包括聚酰胺组合物A、聚酰胺组合物B和添加剂D；所述双向拉伸聚酰胺薄膜的下表面的表面张力为55
‑
60mN/m；进一步的，所述聚酰胺组合物A为聚酰胺6、聚酰胺66的至少一种；所述聚酰胺组合物B为长碳链聚酰胺、长碳链聚酰胺与聚酰胺6的共聚物中的一种
或者两者的组合物。
[0007]进一步的，所述长碳链聚酰胺为PA11、PA12、PA510、PA512、PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA1212中的至少一种。
[0008]所述添加剂C为改性后的纳米层状硅酸盐。
[0009]进一步的所述的添加剂C为烷基铵盐改性的纳米层状硅酸盐，选自滑石、叶腊石、白云母、蛭石、蒙脱土、高岭土、绿泥石的至少一种。
[0010]所述聚酰胺共聚物由聚合单体聚酰胺6与聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺510、聚酰胺512、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1212的至少一种单体聚合而成。
[0011]进一步的，所述聚酰胺共聚物中，聚酰胺6的质量含量为65
‑
95％。
[0012]所述添加剂D为纳米二氧化硅。
[0013]所述上表层的组分以质量分数计，包括50
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80份的聚酰胺组合物A、15
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49份的聚酰胺组合物B和1
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5份的添加剂C；所述芯层的组分以质量分数计，包括100份的聚酰胺共聚物；所述下表层的组分以质量分数计，包括50
‑
80份的聚酰胺组合物A、17
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49份的聚酰胺组合物B和1
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3份的添加剂D。
[0014]所述的上表层和下表层厚度分别为1.2
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3.8μm，所述的上表层、芯层和下表层的总厚度为13～32μm。
[0015]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是提供了一种适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将上表层、芯层和下表层的原料按配方比例进行混合，分别在三台挤出机中剪切塑化成熔体，过滤后，熔体共挤出成薄片；步骤二、将薄片骤冷铸片；步骤三、将未拉伸的铸片进行调湿处理，吹干后进行横纵向同步拉伸；调湿处理包括碱液处理及水溶液处理；步骤四、将拉伸后的薄膜进行热定型处理，分切成成品。
[0016]进一步的，本专利技术适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将所述上表层、芯层和下表层的原料按配方比例进行混合，分别在三台挤出机中剪切塑化成熔体，并经过过滤网过滤后，使熔体通过T型模头共挤出成薄片；步骤二、经过高压气刀将膜片贴附到表面温度为10～30℃的激冷辊骤冷铸片；步骤三、将未拉伸的铸片进行调湿处理，调湿后的铸片表面用气刀将表面残留水分吹干，并采用磁悬浮线性电机同步拉伸技术进行横纵向同步拉伸，其中拉伸温度为120～210℃，拉伸倍率为2.5*2.5～3.5*3.5；步骤四、将横向的松弛比例设为2％～5％，将拉伸后的薄膜在180～220℃下进行热定型处理，然后收卷，分切成成品；优选地，所述制备方法中未牵伸铸片，依次通过55
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70℃的碱液槽3
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8min，通过45～60℃水槽2min进行调湿处理。
[0017]进一步优选地，所述的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜的制备方
法，其特征在于：所述的碱液槽中的碱液浓度为25
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100g/L，所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液、Ca(OH)2溶液中的一种。
[0018]本专利技术方法制备的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其下表层经表面处理后，表面张力为55
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60mN/m。
[0019]与现有技术项目，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术在上下表层中添加长碳链聚酰胺，其具有较长的亚甲基链段，分子链柔顺性好，共混后，在保持聚酰胺6或聚酰胺66强度的同时，可有效提高共混物的断裂伸长率及抗冲击性能，降低聚酰胺膜的吸水率；2.本专利技术在上表层中添加层状硅酸盐，其特有的层状结构及高分散性可有效提高聚酰胺膜的力学性能，同时提高薄膜尺寸稳定性及阻隔性；3.本专利技术在芯层采用聚酰胺共聚物，是锂离子电池外包用聚酰胺薄膜的主体材料，采用长碳链聚酰胺共聚改性聚酰胺6或聚酰胺66制备的共聚物，可以为本专利技术所述的双向拉伸聚酰胺薄膜提供较高的断裂伸长率、较高的抗冲击性能、较宽的温度使用范围及良好的加工流动性；4.本专利技术在下表层中添加纳米二氧化硅，可以提高尼龙薄膜表面的爽滑性，提高尼龙薄膜的收卷性能；5.本专利技术在双向拉伸聚酰胺薄膜制备过程中，增加碱液调试阶段，碱液可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：包括上表层，芯层和下表层；所述上表层的组分，包括聚酰胺组合物A、聚酰胺组合物B和添加剂C；所述芯层的组分，包括聚酰胺共聚物；所述下表层的组分，包括聚酰胺组合物A、聚酰胺组合物B和添加剂D；所述双向拉伸聚酰胺薄膜的下表面的表面张力为55
‑
60mN/m；所述聚酰胺组合物A为聚酰胺6、聚酰胺66的至少一种；所述聚酰胺组合物B为长碳链聚酰胺、长碳链聚酰胺与聚酰胺6的共聚物中的一种或者两者的组合物；所述添加剂C为改性后的纳米层状硅酸盐；所述添加剂D为纳米二氧化硅。2.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述长碳链聚酰胺为PA11、PA12、PA510、PA512、PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA1212中的至少一种。3.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述聚酰胺共聚物由聚合单体聚酰胺6与聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺510、聚酰胺512、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1212的至少一种单体聚合而成。4.根据权利要求1或3所述的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述聚酰胺共聚物中，聚酰胺6的质量含量为65
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95%。5.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的添加剂C为烷基铵盐改性的纳米层状硅酸盐，选自滑石、叶腊石、白云母、蛭石、蒙脱土、高岭土、绿泥石的至少一种。6.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池外包的双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述上表层的组分以质量分数计，包括50
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80份的聚酰胺组合物A、15
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49份的聚酰胺组合物B和1
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5份的添加剂C；所述芯层的组分以质量分数计，包括100份的聚酰胺共聚物；所述下表层的组分以质量分数计，包括50
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80份的聚酰胺组合物A、17
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【专利技术属性】
技术研发人员：邱祥海，季峰崎，李海涛，王玉，周颖，甘存亮，于春晓，周俊卫，张雷，胡志宇，姜锋，朱俊伟，
申请(专利权)人：中国石化集团南京化学工业有限公司中国纺织科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：