CN103400946B - 动力、储能锂电池专用软包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力、储能锂电池专用软包装膜及其制备方法。本发明的技术方案要点为：动力、储能锂电池专用软包装膜，它由外到内依次设有耐热树脂薄膜层、铝箔芯层和热塑性树脂薄膜层，铝箔芯层分别与耐热树脂薄膜层和热塑性树脂薄膜层通过粘合剂层和热塑性弹性体粘接层采用流涎法共挤复合成型，所述的铝箔芯层为0态铝箔，该铝箔芯层的厚度为65-100μm。本发明还公开了该动力、储能锂电池专用软包装膜的制备方法。本发明不仅可以提高动力、储能锂电池的单电芯容量空间，而且温度适用范围广，抗持续震动效果优于现有的普通锂电池软包装膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种软包装膜，具体涉及一种动力、储能锂电池专用软包装膜及其制备方法。
背景技术
目前，常用的动力电池、储能电池主要为铅酸蓄电池，而锂电池作为一种新的二次电池，具备能量密度高、无记忆效应等许多优良效果，有逐步取代铅酸蓄电池的趋势。但是，目前的动力锂电池、移动通讯基站用锂电池、太阳能储能站用锂电池和风能储能站用锂电池，因为其应用环境比一般的数码电器用锂电池复杂，要求比较高，如环境温差大、震动大、电池数量多等客观条件限制，普通的软包装膜冲坑深度浅，一般约为6.5mm，虽然能够满足超薄的要求，却不能满足动力、储能锂电池大容量的要求。一辆电动公交车就需要成千上万块锂电池，太阳能、风能储能站用锂电池更是需要上万块的锂电池，数量过多，软包装膜成本大，不利于管理，动力锂电池、储能锂电池的优势不能完全发挥出来。
现在的包装膜复合工艺，多采用干法复合和热压复合，采用干法复合，要使用胶粘剂进行粘合，冲坑深度大，铝箔不需经过烘箱，不会因长时间受热发生脆化，但因为含有粘合剂，容易受到渗透过来的电解液侵蚀而发生点蚀失效，最终使包装膜铝箔受到腐蚀，影响电池寿命；采用热压法复合，未用到粘合剂，避免了粘合剂失效的情况，阻隔电解液能力较强，但由于铝箔要长时间受热，容易发生脆化，强度降低，因此也有弊端。
发明内容
为了克服现有的锂电池软包装膜不能很好地满足动力、储能锂电池的要求，本发明提供了一种动力、储能锂电池专用软包装膜及其制备方法，该软包装膜在-40-65℃的温差范围内能够保持良好的密封性能，能够抵抗较大的冲击，冲坑深度大，可以大大提高单个电芯的容量，从而减少相同总容量下的电芯数量，有利于维护保养和快速查障检修。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：动力、储能锂电池专用软包装膜，它由外到内依次设有耐热树脂薄膜层、铝箔芯层和阻隔热封层，铝箔芯层分别与耐热树脂薄膜层和阻隔热封层通过粘合剂层和热塑性弹性体粘接层采用流涎法共挤复合成型，其特征在于：所述的铝箔芯层为0态铝箔，该铝箔芯层的厚度为65-100μm。
本发明所述的阻隔热封层为环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯的混合物，其中环状聚烯烃聚合物在阻隔热封层中的质量百分含量为15%-30%，优选25%；所述的铝箔芯层与粘合剂层和热塑性弹性体粘接层之间分别设有第一化学转化层和第二化学转化层，该第一化学转化层和第二化学转化层是铝箔芯层经过酸洗法化学转化处理形成的；所述的耐热树脂薄膜层为聚酰胺薄膜层；所述的热塑性弹性体粘接层为添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物，其中马来酸酐接枝聚乙烯的质量添加量为5%-15%。
本发明所述的动力、储能锂电池专用软包装膜，其特征在于：所述的耐热树脂薄膜层的厚度为25-45μm，铝箔芯层的厚度为65-100μm，第一化学转化层和第二化学转化层的厚度分别为1μm以下，热塑性弹性体粘接层的厚度为10-25μm，阻隔热封层的厚度为20-50μm。
本发明所述的动力、储能锂电池专用软包装膜的制备方法，其特征在于步骤如下：将铝箔芯层经过酸洗法转化处理分别形成第一化学转化层和第二化学转化层，其中第二化学转化层与添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物构成的热塑性弹性体粘接层、环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯构成的阻隔热封层采用流涎法共挤成型；流涎共挤成型后的产物用粘合剂将耐热树脂薄膜层与第一化学转化层进行干法复合，即制得动力、储能锂电池专用软包装膜。
本发明采用相对加厚的65-100μm的0态拉伸铝箔，使用热封强度和稳定性高的热封材料，使用比常用铝箔加厚的型号，可以适当地提高锂电池的承受冲击力和形体挺立性，可以冲压出10mm以上的深度，相比6.5mm的冲坑深度，使单个电芯容量提高了50%以上；所用的粘合剂和粘合树脂材料使用适用温差大的粘合剂和热塑性弹性体粘接材料，柔性大，能够经受-40-65℃的冷热交替考验；阻隔热封层选用技术成熟、复合强度高的材料，大大提高了锂电池在持续震动条件下的密封性。
本发明不仅可以提高动力、储能锂电池的单电芯容量空间，而且温度适用范围广，抗持续震动效果优于现有的普通锂电池软包装膜。
本发明使用流涎法复合，具有非常好的综合性能。采用干法复合，要使用胶粘剂进行粘合，冲坑深度大，铝箔不需经过烘箱，不会因长时间受热发生脆化，但因为含有粘合剂，容易受到渗透过来的电解液侵蚀而发生点蚀失效，最终使包装膜铝箔受到腐蚀，影响电池寿命；采用热压法复合，未用到粘合剂，避免了粘合剂失效的情况，阻隔电解液能力较强，但由于铝箔要长时间受热，容易发生脆化，强度降低，因此也有弊端。采用流涎法，内层不使用粘合剂，铝箔也不必经过长时间高温烘烤，能够很好地发挥前两者的优势而避其短，是一种先进的复合工艺。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图面说明：1、耐热树脂薄膜层，2、粘合剂层，3、第一化学转化层，4、铝箔芯层，5、第二化学转化层，6、热塑性弹性体粘接层，7、阻隔热封层。
具体实施方式
结合附图详细描述实施例。动力、储能锂电池专用软包装膜，它由外到内依次设有耐热树脂薄膜层1、铝箔芯层4和阻隔热封层7，铝箔芯层4分别与耐热树脂薄膜层1和阻隔热封层7通过粘合剂层2和热塑性弹性体粘接层6采用流涎法共挤复合成型，所述的铝箔芯层4为0态铝箔，该铝箔芯层4的厚度为65-100μm，这比市场上常见的40-65μm普通锂电池软包装膜的铝箔芯层要厚50%以上，冲坑深度能达到10mm以上，强度也有明显提高，可以抵抗一定的震动，因此，单个电芯的容量可比普通电芯容量提高50%以上，在总容量不变的情况下，包装面积减少40%以上，总体包装成本没有增加，反而下降，这有利于减少大规模应用场合的锂电池电芯数量，方便维修保养，也可以减少软包装膜的数量。
本发明所述的阻隔热封层7为环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯的混合物，热封强度高，阻隔能力强，耐污能力强，即使沾上溶剂也不影响热封，即使在持续震动的条件下仍然能够稳定地保持其稳定性，其中环状聚烯烃聚合物在阻隔热封层中的质量百分含量为15%-30%，优选25%；所述的铝箔芯层4与粘合剂层2和热塑性弹性体粘接层6之间分别设有第一化学转化层3和第二化学转化层5，该第一化学转化层3和第二化学转化层5是铝箔芯层4经过酸洗法化学转化处理形成的；所述的耐热树脂薄膜层1为聚酰胺薄膜层；所述的热塑性弹性体粘接层6为添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物，其中马来酸酐接枝聚乙烯的质量添加量为5%-15%，使用了柔性较好的热塑性弹性体粘接材料代替普通的粘合树脂，柔性好，在低温环境下仍然能够保持良好的复合强度和柔度，能够抵抗持续的震动。
本发明所述的动力、储能锂电池专用软包装膜的制备方法，步骤如下：将铝箔芯层4经过酸洗法转化处理分别形成第一化学转化层3和第二化学转化层5，其中第二化学转化层5与添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物构成的热塑性弹性体粘接层6、环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯构成的阻隔热封层7采用流涎法共挤成型；流涎共挤成型后的产物用粘合剂将耐热树脂薄膜层1与第一化学转化层3进行干法复合，即制得动力、储能锂电池专用软包装膜。
本发明所述的动力、储能锂电池专用软包装膜，其中耐热树脂薄膜层1的厚度为25-45μm，比普通同类产品厚10μm，铝箔芯层4使用厚度为65-100μm的0态拉伸铝箔，铝箔比普通同类产品加厚至少20μm，第一化学转化层3和第二化学转化层5的厚度分别为1μm以下，热塑性弹性体粘接层6的厚度为10-25μm，阻隔热封层7的厚度为20-50μm。
本发明所述的阻隔热封层7为环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯的混合物，热封强度高，阻隔能力强，耐污能力强，即使沾上溶剂也不影响热封，即使在持续震动的条件下仍然能够稳定地保持其稳定性，其中环状聚烯烃聚合物在阻隔热封层中的质量百分含量为15%-30%；所述的铝箔芯层4与粘合剂层2和热塑性弹性体粘接层6之间分别设有第一化学转化层3和第二化学转化层5，该第一化学转化层3和第二化学转化层5是铝箔芯层4经过酸洗法化学转化处理形成的；所述的耐热树脂薄膜层1为聚酰胺薄膜层；所述的热塑性弹性体粘接层6为添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物，其中马来酸酐接枝聚乙烯的质量添加量为5%-15%，使用了柔性较好的热塑性弹性体粘接材料代替普通的粘合树脂，柔性好，在低温环境下仍然能够保持良好的复合强度和柔度，能够抵抗持续的震动。
本发明所述的动力、储能锂电池专用软包装膜的制备方法，步骤如下：将铝箔芯层4经过酸洗法转化处理分别形成第一化学转化层3和第二化学转化层5，其中第二化学转化层5与添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物构成的热塑性弹性体粘接层6、环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯构成的阻隔热封层7采用流涎法共挤成型；流涎共挤成型后的产物用粘合剂将耐热树脂薄膜层1与第一化学转化层3进行干法复合，即制得动力、储能锂电池专用软包装膜。
本发明所述的动力、储能锂电池专用软包装膜，其中耐热树脂薄膜层1的厚度为25-45μm，比普通同类产品厚10μm，铝箔芯层4使用厚度为65-100μm的0态拉伸铝箔，铝箔比普通同类产品加厚至少20μm，第一化学转化层3和第二化学转化层5的厚度分别为1μm以下，热塑性弹性体粘接层6的厚度为10-25μm，阻隔热封层7的厚度为20-50μm。
Claims (2)
1.一种动力、储能锂电池专用软包装膜，它由外到内依次设有耐热树脂薄膜层、铝箔芯层和阻隔热封层，铝箔芯层分别与耐热树脂薄膜层和阻隔热封层通过粘合剂层和热塑性弹性体粘接层采用流涎法共挤复合成型，其特征在于：所述的铝箔芯层为O态铝箔，该铝箔芯层的厚度为65-100μm，阻隔热封层为环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯的混合物，其中环状聚烯烃聚合物在阻隔热封层中的质量百分含量为15%-30%，耐热树脂薄膜层为聚酰胺薄膜层，热塑性弹性体粘接层为添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物，其中马来酸酐接枝聚乙烯的质量添加量为5%-15%，所述的铝箔芯层与粘合剂层和热塑性弹性体粘接层之间分别设有第一化学转化层和第二化学转化层，该第一化学转化层和第二化学转化层是铝箔芯层经过酸洗法化学转化处理形成的，所述的耐热树脂薄膜层的厚度为25-45μm，铝箔芯层的厚度为65-100μm，第一化学转化层和第二化学转化层的厚度分别为1μm以下，热塑性弹性体粘接层的厚度为10-25μm，阻隔热封层的厚度为20-50μm。
2.一种权利要求1所述的动力、储能锂电池专用软包装膜的制备方法，其特征在于步骤如下：将铝箔芯层经过酸洗法转化处理分别形成第一化学转化层和第二化学转化层，其中第二化学转化层与添加有马来酸酐接枝聚乙烯的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯/乙烯醇共聚物构成的热塑性弹性体粘接层、环状聚烯烃聚合物与线性低密度聚乙烯构成的阻隔热封层采用流涎法共挤成型；流涎共挤成型后的产物用粘合剂将耐热树脂薄膜层与第一化学转化层进行干法复合，即制得动力、储能锂电池专用软包装膜。
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