一种耐高温的铝塑复合膜制造技术

本申请涉及铝塑膜领域，具体公开了一种耐高温的铝塑复合膜及其在软包电池封装中应用，其中，铝塑复合膜由上至下依次设置为外保护层、第一粘结层、铝箔层、第二粘结层、内热封层；并且外保护层包括尼龙层、第三粘结层和耐高温层；耐高温层的制备原料包括端羟基聚醚砜环氧树脂和硅烷改性纳米玻璃纤维，使铝塑复合膜的拉伸强度的最大力值最高为42MPa，断裂伸长率最高为338%，热封强度最大为102.3N/15mm，耐高温的最高温度为220.0℃，有较好的耐高温性。有较好的耐高温性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的铝塑复合膜


[0001]本申请涉及铝塑膜领域，更具体地说，它涉及一种耐高温的铝塑复合膜及及其在软包电池封装中应用。

技术介绍

[0002]铝塑膜通过对电池内芯的封装形成软包电池，是电池内芯的重要保护材料。由于铝塑膜在使用过程中直接与电芯和电解液接触，对电芯和电解液起到保护作用，因此需要铝塑膜具备高耐穿刺性、高阻隔性、高耐电解液腐蚀性、耐高温性以及高绝缘性等特点，以满足铝塑膜的实际使用需求。
[0003]相关技术中，电池用铝塑膜的材质较为普通，通常选用铝箔和内外层膜简单复合作为电池用铝塑膜的主要原料，耐高温性较差，同时在对电池内芯进行封装后，无法使电池自身热量从铝塑膜散发出去，无法对电池达到散热效果，一旦电池内芯内部温度超过铝塑膜熔点，电芯内部反应物将和铝塑膜发生化学反应，最终导致铝塑膜失效。

技术实现思路

[0004]为了提高铝塑膜的耐高温性，本申请提供了一种耐高温的铝塑复合膜。
[0005]第一方面，本申请提供一种耐高温的铝塑复合膜，其采用如下技术方案：一种耐高温的铝塑复合膜，其特征在于，由上至下依次设置为外保护层、第一粘结层、铝箔层、第二粘结层、内热封层；所述外保护层包括尼龙层、第三粘结层和耐高温层；所述耐高温层的制备原料包括端羟基聚醚砜环氧树脂和硅烷改性纳米玻璃纤维。
[0006]通过采用上述技术方案，铝塑复合膜主体结构分为三层，即外保护层、铝箔层和内热封层，外保护层，主要是保护中间层不受划伤以及降低跌落对电池造成的冲击震荡影响，因此外保护层需具备良好的抗冲击性能、耐刺穿性能、耐热、绝缘和耐摩擦性能；尼龙是含有酰胺基团(—[NHCO]—)的热塑性树脂，质量轻、耐摩擦性能好、弹性好，当拉伸至3％
‑
6％时，弹性回复率可达100％，而且尼龙还具有机械强度和韧性好，耐碱化学品腐蚀稳定性、高耐热性和绝缘性以及易于加工等优点，是作为外保护层的优良材料；耐高温层中，硅烷改性纳米玻璃纤维中的硅烷偶联剂主链中的—Si
‑
O
‑
Si—具有高柔韧性和高热稳定性，硅烷偶联剂具有两种不同的基团，与端羟基聚醚砜环氧树脂复合后，一个基团和纳米玻璃纤维发生反应，另外一个基团和环氧树脂发生反应，均生成—Si
‑
O
‑
Si—化学键，这样通过偶联剂的偶联作用，使得纳米玻璃纤维与环氧树脂以化学键形成界面层，紧密地结合在一起；且端羟基聚醚砜是一种韧性好、模量高、耐热性较高的高性能热塑性聚合物，将端羟基聚醚砜和环氧树脂形成互穿网络聚合物体系，活性羟基基团可以枝接到环氧基上，提高了端羟基聚醚砜环氧树脂和硅烷改性纳米玻璃纤维混合物的相容性；增加了体系的交联密度，限制了体系分子链的运动，使得分子链断裂需要的能量更高，热分解需要的分解温度更高，提高了耐高温层的耐热性能。
[0007]因此，将尼龙层和耐高温层粘结在一起作为外保护层，可有效提高外保护层的耐热性。
[0008]铝箔层，具有阻隔水蒸气、其他溶剂、氧气及氧化性气体等进入电池内芯，阻止电池电解液发生氧化或水解反应；内热封层，主要是提高铝塑膜封装密闭电池内芯的强度，阻止电解液外漏及金属电极与铝箔接触短路。
[0009]在铝塑复合膜材料结构中，外保护层与铝箔层、铝箔层与内热封层以及尼龙层与耐高温层之间分别设置有第一粘结层、第二粘结层和第三粘结层，第一粘结层、第二粘结层和第三粘结层均为粘结剂涂覆固化而成，粘结剂进行粘结复合，为提高层间粘结性避免层间互相剥离脱层，三层复合形成的铝塑膜应具有良好的阻隔性、延展性、绝缘性、热封性和化学稳定性等，可对软包锂离子电池起到综合保护作用。
[0010]作为优选：所述内热封层为酚醛树脂改性聚丙烯膜。
[0011]通过采用上述技术方案，内热封层使用酚醛树脂改性聚丙烯膜，聚丙烯膜具有良好的热粘结性、适中强度、优异阻隔性和耐热性以及耐化学品稳定性的优势；酚醛树脂具有耐燃性、还有较好的电绝缘性能，化学稳定性能好，因有芳香环结构和高度交联结构而具有优异的耐热性，将聚丙烯膜采用酚醛树脂改性后，两者的大分子链之间的交联程度增大，交联网络更加致密，可以提高聚丙烯膜的耐热性，进而提高铝塑复合模的耐热性。
[0012]作为优选：所述酚醛树脂改性聚丙烯膜通过如下步骤制备得到：将聚丙烯膜经乙醇和丙酮浸泡，干燥后，置于酚醛树脂、促进剂和有机溶剂的混合溶液中，超声分散10
‑
20min，然后干燥即得。
[0013]通过采用上述技术方案，将聚丙烯膜经乙醇和丙酮浸泡干燥后，清洁表面蜡层，促进剂和超声分散10
‑
20min可以促使酚醛树脂在聚丙烯膜表面解聚，解聚后在分子末端引入酚醛树脂的醛基和羟基官能团，增加聚丙烯膜与酚醛树脂的交联密度，提高聚丙烯膜的耐热性，进而提高铝塑复合模的耐热性。
[0014]作为优选：所述酚醛树脂与促进剂的质量比为(2
‑
4)：1。
[0015]通过采用上述技术方案，控制酚醛树脂与促进剂的质量比，进一步提高铝塑复合膜的耐高温性能。
[0016]作为优选：所述耐高温层通过如下步骤制备得到：S1、将2
‑
8g纳米玻璃纤维在乙醇中浸泡、干燥，然后加入到0.5
‑
1g硅烷偶联剂与45
‑
50g水的混合溶液中浸泡、干燥，得到硅烷改性纳米玻璃纤维；S2、将8
‑
10g脂环族环氧树脂和2
‑
10g活性端羟基聚醚砜混合，加热到60
‑
100℃，加入步骤S1得到的硅烷改性纳米玻璃纤维、0.10
‑
2g酚氧树脂、0.2
‑
2g相容剂和2
‑
6g芳香胺固化剂混合，搅拌均匀，固化1
‑
2h，即得涂布液；S3、将步骤2得到的涂布液涂布离型膜上，干燥。
[0017]通过采用上述技术方案，将纳米玻璃纤维先在乙醇中浸泡、干燥，去除表面油脂等杂质，然后加入硅烷偶联剂与45
‑
50g水的混合溶液中浸泡，使硅烷偶联剂先在水中水解形成硅醇，硅羟基与纳米玻璃纤维的硅基反应形成—Si
‑
O
‑
Si—键，然后干燥，得到硅烷改性纳米玻璃纤维；然后将脂环族环氧树脂和活性端羟基聚醚砜混合，加热到60
‑
100℃，使两者充分混合促进交联，加入步骤S1得到的硅烷改性纳米玻璃纤维、酚氧树脂、相容剂和芳香胺
固化剂混合，搅拌均匀，固化1
‑
2h，在稀释剂酚氧树脂、相容剂和芳香胺固化剂的作用下，使硅烷偶联剂上的另一个基团充分与环氧树脂反应固化，得粘度较大的涂布液；然后经涂布后固化，得到耐高温层。
[0018]所得到的耐高温层有比较高的交联密度，提升了热分解的温度，提高了外保护层的耐热性能。
[0019]作为优选：所述相容剂与芳香胺固化剂的质量比为1：(5
‑
10)。
[0020]通过采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的铝塑复合膜，其特征在于，由上至下依次设置为外保护层、第一粘结层、铝箔层、第二粘结层、内热封层；所述外保护层包括尼龙层、第三粘结层和耐高温层；所述耐高温层的制备原料包括端羟基聚醚砜环氧树脂和硅烷改性纳米玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的一种耐高温的铝塑复合膜，其特征在于，所述内热封层为酚醛树脂改性聚丙烯膜。3.根据权利要求2所述的一种耐高温的铝塑复合膜，其特征在于，所述酚醛树脂改性聚丙烯膜通过如下步骤制备得到：将聚丙烯膜经乙醇和丙酮浸泡，干燥后，置于酚醛树脂、促进剂和有机溶剂的混合溶液中，超声分散10
‑
20min，然后干燥即得。4.根据权利要求3所述的一种耐高温的铝塑复合膜，其特征在于，所述酚醛树脂与促进剂的质量比为（2
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4）：1。5.根据权利要求1所述的一种耐高温的铝塑复合膜，其特征在于，所述耐高温层通过如下步骤制备得到：S1、将2
‑
8g纳米玻璃纤维在乙醇中浸泡，干燥，然后加入到0.5
‑
1g硅烷偶联剂与45
‑
50g水的混合溶液中浸泡，干燥，得到硅烷改性纳米玻璃纤维；S2、将8
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10g脂环族环氧树脂和2
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10g活性端羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁莹，夏旭峰，雷中伟，
申请(专利权)人：浙江华正能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：