本发明专利技术提出的一种阻隔聚合物锂电池内容物的高阻隔层软包装膜，包括至少两种以上的薄膜复合为一层的复合薄膜，该复合薄膜包括基层、功能层和热封层，其特征在于，所述的基层是由下述薄膜材料：PP、CPP、PE、PET、PA或MXD6、MPE弹性体共混物，PVDC、EVOH、PEN、GT中的至少两种薄膜基材组合或两两复合组成的共聚体薄膜，所述共聚体薄膜基材上均涂布有高阻隔耐水改性聚乙烯醇(PVA)涂布膜。具有优良的气体阻隔性，特别是有极低的透氧性，阻水、耐腐蚀性，具有良好的耐高温性和超强的阻透性，抗有机溶剂和高挥发性物质。本发明专利技术优选地采用多种基材涂布高阻隔PVA作为高阻隔层的基层，有非常好的阻隔性和优异的阻气、阻水、耐腐蚀、防紫外线等性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种主要用于阻气、阻水、阻油高阻渗型复合包装，尤其是阻隔聚合物锂电池内容物---电解液的高阻隔层软包装膜。国际上将对氧气透过率小于3. SCm3. mm/24b. m2. MPa的聚合物称为阻隔性聚合物。高阻隔性包装材料的高阻隔标准02透过量为 5ml/m2, d以下，透湿量为2g/m2，d以下。
技术介绍
通常用于阻隔聚合物锂电池内容物的软包装，如果不包括粘接层，主要是由外层、 阻透层(中间层铝箔)和高阻隔层(内层)组成的多层共挤复合薄膜。目前，在国内外生产多层复合薄膜通常采用功能不同的塑料薄膜经过粘合进行复合的方法。一般来讲，在阻隔层中用多层相同的聚合物替代单层聚合物，国内外较普遍的阻透复合方式，国外PE// TIE//EV0H//TIE//PE, PE (EVA) TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE ；国内:PP/TIE/PA/TIE/PP, LDPE/ TIE/PA/TIE/LDPE, MLLDPE/TIE/EVOH/TIE/MLLDPE, MLLDPE/TIE/PA/TIE/MLLDPE 等等。高阻隔层软包装膜是直接接触聚合物锂电池电解液的最内层。阻隔具有流动性、 渗透性、腐蚀性、溶解性电解液的高阻隔层软包装材料是目前难度最高最尖端的课题，也是制约聚合物锂离子蓄电池生产的技术瓶颈，其技术含量之高，设计和制作的难度之大，非同一般。首先，软包装的内层材料不能与电解液起反应，既不能被电解液所溶解，也不能与电解液起溶胀作用，如果软包装材料被电解液所溶解，所溶解的成分将发生电化学反应而产生气体；如果软包装内层材料溶胀了电解液，将改变电解液的浓度而影响电池性能。其次， 软包装材料内层必须具有极高的阻水、阻氧性能，而且必须具有良好的耐电解液浸泡能力， 电解液不能发生渗漏现象，必须具有较高柔韧性和机械强度，还必须具有极好的热封合性。 聚合物锂离子电池对高温非常敏感，使用温度低于60°C，热封温度一般不能高于150°C。该电解液是由大约18种有机溶剂高挥发性物质和锂盐组成的，主要成分有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、二乙基碳酸酯(DEC)、二甲氧基乙烷(DME)、一甲基碳酸酯 (DMC)、六氟磷酸锂(LiPF6)、六氟砷酸锂(LiASF6)钴酸锂(j、Lie - 2)等。单片电池中间有聚流体铜网和铝网。电解液及正负电极(铝和铜或铝和镍，亦称极耳)等是电池芯的内容物，它们与软包装材料经过热封后一起构成电池芯。由于电池内容物多种高挥发性有机溶剂如遇水分，会迅速产生强腐蚀性氢氟酸，而且多种有机溶剂通常会溶胀，溶解、吸收软包装材料，由于它们是通用复合材料用胶粘剂的良好溶剂，会破坏复合层间粘结效果，改变电解液中各组份的浓度，进而影响电池的电性能。而强腐蚀性氢氟酸的存在，将严重腐蚀铝箔，使内层膜与铝箔分离，进而把铝箔腐蚀穿孔，从而破坏整个包装。其次，聚合物锂离子电池芯周边有铜网和铝网的毛刺，接触聚合物锂电池电解液最内层的软包装材料内膜必须耐电池电芯周边毛刺的穿刺及高温和压力作用下热封时金属电极与软包装材料中铝箔的绝缘性。在抽真空收缩时，毛刺会猛刺阻隔层内膜，可能会刺穿阻隔层内膜直至阻透层的铝箔，那么电芯内的氢氟酸将直通阻透层，加速电化学腐蚀，使铝箔产生点状腐蚀，进而改变电解液的组成，严重时将铝箔腐蚀穿而漏液，同时也会造成短路，导致电池报废。由于金属电极片厚度IOOu左右，在190°C左右的热封温度和3kg/cm2左右的压力下热封时，阻隔层内膜中如果没有耐高温的绝缘层存在的话，金属电极常常被压到包装铝箔上，造成短路，使电池报废，成品率降低。阻隔层内膜的技术要求非常苛刻，参与电化学反应，对锂离子电池电性能影响的机理十分复杂，比如阻隔层内膜热封强度被电解液浸泡渗透到三封口(在大约12天)时，封口强度 > 15N/15mm。耐水泡性能成品电池放在常温水冲浸泡20天封口严密，不产生鼓气现象。电绝缘性热封极片电阻率> IXlO7S2 · cm-1电极与复合膜铝箔间的电阻率；内膜耐穿刺性能内膜能经受电芯周边毛刺穿刺及热封时金属电极不与膜中间 AL箔短路。成品点状腐蚀率和短路率< 1%。。耐电解液稳定性电解液会溶胀、溶解吸收内层复合膜，特别是膜层间胶粘剂或粘结树脂，其中产生的氢氟酸(HF)会腐蚀复合膜中间的AL箔，造成AL箔与内膜的分离，从而产生漏液或气胀，使电池报废。三封口时，AL箔以内各层间剥离强度>2.5N/15mm，从而保证封口的严密牢固性。电性能电性能指标正在进一步的摸索探讨之中，一般生产厂家暂时保密，不愿详细透露。电性能的实质是包装膜对电池充放率的影响，这种影响包括电绝缘性，对电解液组分平衡性影响，复合膜特别是AL箔以内膜被电解液浸泡后的电绝缘性等等。总之该膜所要求的指标很多，其中最重要的指标也是与普通复合膜不同的地方是①极高的阻隔性；②良好的冷冲压成型性；③耐穿刺性；④耐电解液稳定性；⑤电性能， 包括绝缘性。此外，电池芯在第二次热压封口和第三次热压封口时，阻隔层内膜上粘附有电解液，要求内膜具有抗污染高强度热封的性能。另外，内膜层间必须保持大于2.5N/15ram 较高的剥离强度，才能保证第三次热压封口后的严密牢固性。在热压封口时，热封温度 (160士 15) °C.压力3x1051^左右.时间4s左右，金属电极比其它地方凸起，受压力大，如果内膜中热封层以内不具有耐175°C以上高温软化材料，金属电极很容易被压到复合膜中间的铝层上造成短路。在保证封口强度，耐穿刺性能及电绝缘性的前提下，由于这种特殊的高阻性能要求，使该产品软包装技术成为聚合物锂离子电池行业的三大技术难题最难突破的难题之ο由此可见，聚合物锂电池的阻隔层内膜是针对锂离子中电解液的特殊性能而设计制作的特殊多功能层，这些功能主要有(1)耐电解液浸泡及使用时电化学反应的过程中.内层表现出良好的化学稳定性，如不被溶胀、溶解或发生化学反应而遭到破坏。(2)热封层必须具备较高的耐电芯周边铜网，铝网毛刺在抽真空强力收缩时穿刺的性能，从而避免点状腐蚀和短路现象。(3)内层中间还必须具备耐175°C (热封温度)以上的耐高温性材料，以避免电极边封时产生短路或接触不良现象。(4)内层材料中含有的水分，以及反应而产生的氧氟酸，使氢氟酸不能渗透到中间层铝箔上产生腐蚀。因此内层中间必须能够固定，能够吸收制作过程中电芯内的水分、空气中的水分。(5)电池芯的极耳要通过两层铝塑复合膜进行热封，这就要求包装材料内层热封性能良好，使内层材料与极耳(铜箔、镍箔、铝箔)有良好的亲合粘附性能和密封性能，有足够的剥离强度，同时要保证极耳与包装材料不短路和电池内电解液长时间不外漏。热封性能、良好的剥离强度和耐化学性同样也是锂离子电池应用包装材料的重要特性。内层采用的材料通常有乙烯_丙烯酸共聚物(EAA)和聚丙烯(CPP)或改良PP，这两种材料是国内外经过反复的实验和研究，得出的可适用于锂离子蓄电池包装用的内层材料。目前所知的最佳阻隔层内膜材料之一是日本研究出的一种新型特殊的阻隔层软包装膜材料，这种特殊的阻隔层软包装材料被称为X100.其上贴有保护层，在生产时将其撕开。研究的这种材料之所以称为XlOO阻隔层软包装材料，不仅说明了该层的技术尖端本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种阻隔聚合物锂电池内容物的高阻隔层软包装膜，包括至少两种以上的薄膜流延共挤为一层的复合薄膜，该薄膜包括基层、功能层和热封层，其特征在于，所述的基层是由下述薄膜材料：聚丙烯（ＰＰ）、氯化聚丙烯或流延聚丙烯（ＣＰＰ）、聚乙烯（ＰＥ）、聚对苯二甲酸乙二醇脂（ＰＥＴ）、尼龙（ＰＡ）或芳香族尼龙（ＭＸＤ６）、ＭＰＥ弹性体共混物，聚偏二氯乙烯（ＰＶＤＣ）、乙烯－乙烯醇共聚物（ＥＶＯＨ）、聚萘二甲酸乙二醇酯（ＰＥＮ）、高阻隔性透明包装薄膜（ＧＴ）中的至少两种薄膜基材组合或两种复合组成的共聚体薄膜，所述共聚体薄膜基材上均涂布有高阻隔耐水改性聚乙烯醇（ＰＶＡ）涂布膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘继福，
申请(专利权)人：刘继福，
类型：发明
国别省市：44
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