CN101914363B - 一种锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂和锂电池包装膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂和锂电池包装膜。本发明锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂，由改性聚醚多元醇和异氰酸酯等当量混合组成，改性聚醚多元醇由聚醚多元醇与接枝共聚物经非极性基团接枝共聚而成。本发明锂电池包装膜包括表层和热封层，表层包括铝箔层，热封层与铝箔层复合，铝箔层与热封层之间包括粘合剂层，所述铝箔层的一面通过粘合剂层与热封层通过干式复合机复合，粘合剂是上述的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂。本发明锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂在工作条件下粘接力好，铝箔热封层和铝箔的剥离强度高；锂电池包装膜结构层次较少、生产工艺简单、生产成本较低；热封层和铝箔的剥离强度高，可以有效地改善锂电池的使用寿命。
Description
[技术领域]
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂和锂电池包装膜。
[背景技术]
锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。习惯上，人们把锂离子电池也称为锂电池，本申请所说的锂电池即锂离子电池。
连云港中金医药包装有限公司于2001年10月24日申请了中国发明专利，申请号为01263383.6，专利名称为“锂电池软包装膜”，公开了一种锂电软包装膜的制造方法，由于在铝箔接触电解液的一面直接复合热封层、没有使用粘合剂，导致铝箔热封层和铝箔的剥离强度不高，粘结力低，同时还需要使用价格高昂的挤出生产设备。大日本印刷株式会社于2000年12月18日在中国申请的发明专利，申请号为：00806337.0，专利名称为“聚合物电池用包装材料及其制造方法”，公开了一种锂电池软包装膜，由基底层/粘合树脂层/化学处理层/铝箔层/化学处理层/粘合树脂层/热封层构成，由于层数多达七层，造成生产工艺复杂、生产成本较高。而且该专利产品热封层和铝箔的剥离强度也不够高，例如，大日本印刷的锂电池用铝塑膜的初始剥离强度为30N/15mm，在电解液中浸泡12天后的剥离强度为9N/15mm。因为在工作条件下剥离强度低，影响到最终产品的使用寿命。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种在工作条件下粘接力好，铝箔热封层和铝箔的剥离强度高的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种结构层次较少、生产工艺简单、生产成本较低，热封层和铝箔的剥离强度高的锂电池包装膜。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂，由改性聚醚多元醇和异氰酸酯等当量混合组成，所述的改性聚醚多元醇由聚醚多元醇与接枝共聚物经非极性基团接枝共聚而成。
所述的接枝共聚物是低分子氯化聚乙烯、低分子氯化聚丙烯或低分子氯化聚丁二烯。
所述的聚醚多元醇为官能度2-4、平均分子量3000-5500的聚醚多元醇。
以上所述的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂，聚醚多元醇与接枝共聚物的质量比为2-3∶1。
以上所述的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂，聚醚多元醇与接枝共聚物接枝共聚的反应初始温度为280℃至320℃，反应终止温度为320℃至380℃。
一种锂电池包装膜的技术方案是，包括表层和热封层，所述的表层包括铝箔层，所述的热封层与所述的铝箔层复合，所述的铝箔层与热封层之间包括粘合剂层，所述铝箔层的一面通过所述的粘合剂层与所述的热封层通过复合机复合；所述的粘合剂是上述的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂。
以上所述的锂电池包装膜，所述的接枝共聚物是低分子氯化聚乙烯、低分子氯化聚丙烯或低分子氯化聚丁二烯；所述的聚醚多元醇为官能度2-4、平均分子量3000-5500的聚醚多元醇；所述的聚醚多元醇与接枝共聚物的质量比为2-3∶1；聚醚多元醇与接枝共聚物接枝共聚的反应初始温度为280℃至320℃，反应终止温度为320℃至380℃。
所述的表层包括基底层和粘合层，所述的基底层通过粘合层与所述的铝箔层的一面复合。
所述的基底层是尼龙膜，所述的热封层是流延聚丙烯薄膜。
所述的复合机为干式复合机，干式复合机的合复合参数如下：涂胶量4.5-5.5克/平米，干式复合机四节烘道温度分别为50-60℃、60-70℃、70-80℃、80-90℃，走带速度为95-105米/分钟；熟化温度为55-65℃，熟化时间70-75小时；熟化完成后，用干式复合机上在铝箔的另一面复合基底层。
本发明的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂在工作条件下粘接力好，铝箔热封层和铝箔的剥离强度高。本发明的锂电池包装膜结构层次较少、生产工艺简单、生产成本较低；热封层和铝箔的剥离强度高，可以改善锂电池的使用寿命。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1-3锂电池包装膜的结构示意图。
[具体实施方式]
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：
实施例1：将2质量份的2官能度平均分子量为3000的聚醚多元醇(230，淄博市博山澍文化工有限公司)和1质量份平均分子量为500的氯化聚乙烯(临邑盛泰化工有限公司)加热到280度，此时有酸性其他生成，用湿润的PH试纸测试，发现试纸变红，继续缓慢加热，直到没有酸性气体生成，此时体系温度为320度左右，冷却后得到改性聚醚多元醇，将该聚醚多元醇和异氰酸酯(N3390，拜耳公司)等当量混合，得到改性聚氨酯粘合剂。
锂电池包装膜实施例的结构如图1所示，由基底层1、粘合层2、铝箔层3、改性粘合剂层4、热封层5层组成。所述的基底层1选用尼龙膜，厚度为25-25微米，铝箔层3选用厚度30-50微米抗冲压软态铝箔，热封层5选用流延聚丙烯膜(CPP)，厚度50微米，粘合层2选用双组份聚氨酯粘合剂(501，中山东朋化工公司)，改性粘合剂层4采用本实施例的氯化聚乙烯改性热熔聚氨酯粘合剂。
使用改性后的聚氨酯粘合剂在干式复合机上将铝箔和CPP层复合，复合参数为：涂胶量5克/平米，四节烘道温度分别为50-60℃、60-70℃、70-80℃、80-90℃，走带速度为100米/分钟。熟化温度为60℃，熟化时间72小时。熟化完成后，在铝箔的另一面复合尼龙层。经分切，包装得到锂电用外包装铝塑膜。测试复合好的铝塑膜的CPP层和铝箔层的初始粘结强度为35.0N/15mm，将复合好的铝塑膜在电解液中浸泡12天，测试CPP层和铝箔层的剥离强度为35.1N/15mm(剥离强度测试标准为GB/T 7122-1996)。
实施例2：将3质量份的3官能度分子量为4000的聚醚多元醇(340，淄博市博山澍文化工有限公司)和1质量份分子量为600的氯化聚丙烯(武汉远城科技发展有限公司)加热到290度，此时有酸性其他生成，用湿润的PH试纸测试，发现试纸变红，继续缓慢加热，直到没有酸性气体生成，此时体系温度为350度左右，冷却后得到改性聚醚多元醇，将该聚醚多元醇和异氰酸酯(N75，拜耳公司)等当量混合，得到改性聚氨酯粘合剂。
锂电池包装膜实施例的结构如图1所示，由基底层1、粘合层2、铝箔层3、改性粘合剂层4、热封层5层组成。基底层1选用尼龙，厚度为35微米，铝箔层3选用厚度30微米抗冲压软态铝箔，热封层5选用流延聚丙烯膜，厚度30微米，粘剂层2选用双组份聚氨酯粘合剂(501，中山东朋化工公司)，改性粘合剂层4选用本实施例的氯化聚丙烯改性热熔聚氨酯粘合剂。
使用改性后的聚氨酯粘合剂在干式复合机上将铝箔和CPP层复合，复合参数为：涂胶量5克/平米，四节烘道温度分别为50-60℃、60-70℃、70-80℃、80-90℃。走带速度为100米/分钟。熟化温度为60℃，熟化时间72小时。熟化完成后，在铝箔的另一面复合尼龙层。经分切，包装得到锂电用外包装铝塑膜。测试复合好的铝塑膜的CPP层和铝箔层的初始剥离强度为23.8N/15mm，将复合好的铝塑膜在电解液中浸泡12天，测试CPP层和铝箔层的剥离强度为23.5N/15mm(剥离强度测试标准为GB/T 7122-1996)。
实施例3：将3质量份的4官能度平均分子量为5500的聚醚多元醇(455，广州瑞银有限公司)和1质量份平均分子量为1000的氯化聚丁二烯(四川长寿化工厂)加热到320度，此时有酸性其他生成，用湿润的PH试纸测试，发现试纸变红，继续缓慢加热，直到没有酸性气体生成，此时体系温度为380度左右，冷却后得到改性聚醚多元醇，将该聚醚多元醇和异氰酸酯(L75，拜耳)等当量混合，得到改性聚氨酯粘合剂。
锂电池包装膜实施例的结构如图1所示，由基底层1、粘合层2、铝箔层3、改性粘合剂层4、热封层5层组成。基底层1选用聚酰胺，厚度为12.5微米，铝箔层3选用厚度45微米抗冲压软态铝箔，热封层5选用聚乙烯膜，厚度50微米，粘剂层2选用双组份聚氨酯粘合剂(501，中山东朋化工公司)，改性粘合剂层4选用本实施例的氯化聚丁二烯改性的热熔聚氨酯粘合剂。
使用改性后的聚氨酯粘合剂在干式复合机上将铝箔和CPP层复合，复合参数为：涂胶量5克/平米，四节烘道温度分别为50-60℃、60-70℃、70-80℃、80-90℃。走带速度为100米/分钟。熟化温度为60℃，熟化时间72小时。熟化完成后，在铝箔的另一面复合尼龙层。经分切，包装得到锂电用外包装铝塑膜。测试复合好的铝塑膜的CPP层和铝箔层的初始粘结强度为26.3N/15mm，将复合好的铝塑膜在电解液中浸泡12天，测试CPP层和铝箔层的剥离强度为25.8N/15mm(剥离强度测试标准为GB/T 7122-1996)。
Claims (7)
1.一种锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂，其特征在于，由改性聚醚多元醇和异氰酸酯等当量混合组成，所述的改性聚醚多元醇由聚醚多元醇与接枝共聚物经非极性基团接枝共聚而成；所述的接枝共聚物是低分子氯化聚乙烯、低分子氯化聚丙烯或低分子氯化聚丁二烯，聚醚多元醇与接枝共聚物的质量比为2-3∶1，聚醚多元醇与接枝共聚物接枝共聚的反应初始温度为280℃至320℃，反应终止温度为320℃至380℃。
2.根据权利要求1所述的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述的聚醚多元醇为官能度2-4、平均分子量3000-5500的聚醚多元醇。
3.一种锂电池包装膜，包括表层和热封层，所述的表层包括铝箔层，所述的热封层与所述的铝箔层复合，其特征在于，所述的铝箔层与热封层之间包括粘合剂层，所述铝箔层的一面通过所述的粘合剂层与所述的热封层通过复合机复合；所述的粘合剂是权利要求1所述的锂电池包装膜用聚氨酯粘合剂。
4.根据权利要求3所述的锂电池包装膜，其特征在于，粘合剂中的聚醚多元醇为官能度2-4、平均分子量3000-5500的聚醚多元醇。
5.根据权利要求3或4所述的锂电池包装膜，其特征在于，所述的表层包括基底层和粘合层，所述的基底层通过粘合层与所述的铝箔层的另一面复合。
6.根据权利要求5所述的锂电池包装膜，其特征在于，所述的基底层是尼龙膜，所述的热封层是流延聚丙烯薄膜。
7.根据权利要求5所述的锂电池包装膜，其特征在于，所述的复合机为干式复合机，干式复合机的合复合参数如下：涂胶量4.5-5.5克/平米，干式复合机四节烘道温度分别为50-60℃、60-70℃、70-80℃、80-90℃，走带速度为95-105米/分钟；熟化温度为55-65℃，熟化时间70-75小时；熟化完成后，用干式复合机在铝箔的另一面复合基底层。
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