CN104953051A - 一种新型铝塑封装膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型铝塑封装膜，该封装膜主要包括外膜层11、附着层12、经过阳极氧化处理的铝箔层14、附着层15和内膜层16，其特征在于对铝箔的一面或两面进行阳极氧化处理，使其具有良好的防腐蚀性能和表面粘结性。使用该方法制造的铝塑封装膜具有良好的阻隔性能，解决了铝塑封装膜耐电解液性能差的问题。该铝塑复合封装膜可用于锂电池、食品、药品等的软包装。
Description
技术领域
本发明涉及一种由阳极氧化处理铝箔组成的新型铝塑封装膜，尤其应用于锂电池外层软包装膜。
背景技术
随着新能源技术的发展，二次锂电池成为越来越受欢迎的储能电池，应用范围越来越广泛，从传统的3C消费领域到新兴的动力电池领域，二次锂电池地位越来越重要。为实现锂电池的轻薄化、小型化、安全化，越来越多的锂电池采用软外包封装材料。
这种软外包封装材料要求具有良好的耐穿刺性、良好的水气阻隔性和良好的耐电解液及酸的腐蚀性。
二次锂电池的主要结构由正极材料、负极材料、电解液、极耳及外包装材料组成。作为电解液组分，除了溶剂外，通常含有六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等锂盐，这些锂盐可以与水发生反应，生产强腐蚀性的氢氟酸，因而导致铝箔面的腐蚀以及各层膜之间粘结强度的降低，有必要对铝箔表面进行防腐强化处理。
作为防腐处理的一种有效方法，传统做法是对铝箔表面进行化学转化处理，如铬化处理。采用涂布或浸渍方式，使用三价或六价铬酸盐对铝箔表面进行防腐处理，能够起到一定的防腐效果，但三价铬或六价铬都对环境有极大的危害性，已经被各国禁止使用。
本发明所述的阳极氧化处理铝箔的方法，不含三价铬或六价铬，对环境没有危害性，同时防腐性能优于铬酸盐处理，由其制造的铝塑复合封装膜耐腐蚀性能得到极大的改善。
发明内容
本发明涉及一种新型铝塑封装膜，其特征在于，该封装膜由外膜层11、附着层12、经过阳极氧化处理的铝箔层14、附着层15和内膜层16组成。所述的外膜层11由树脂薄膜构成；所述的铝箔层14为纯铝或铝合金铝箔，同时铝箔一面或两面进行阳极氧化处理；内膜层16由改性聚丙烯膜构成；上面所述各层之间使用附着层粘合，贴合固化后形成铝塑封装膜。
这种铝塑封装膜，其特征在于，所述铝箔14一面或两面进行表面阳极氧化处理，形成一层氧化层13，增加铝箔耐酸腐蚀性能。
铝箔表面阳极氧化处理方法，其特征在于，在铝箔14表面形成一层致密的氧化层13，氧化层的厚度为50nm-1500nm，优选厚度为200nm-800nm；采用硫酸、磷酸、硼酸、草酸、铬酸等其中一种酸或多种混合酸，或者他们的盐为氧化槽液，酸及其盐的浓度为2wt%-12wt%，优选浓度为3wt%-8wt%。
这种铝塑封装膜，其特征在于，中间铝箔层由高纯铝或铝合金铝箔组成，该铝箔14优选含铁元素的8系列铝箔；该铝箔厚度为5um-150um，优选厚度为12um-120um，更优选厚度为25um-80um。
这种铝塑封装膜，该外膜层11由一层或多层树脂薄膜复合组成，该树脂薄膜成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、尼龙（BOPA）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醚醚酮（PEEK）、聚芳醚酮（PAEK）、聚砜（PSU），其中的一种或多种复合而成，树脂薄膜外层进行防刮处理，内层进行电晕处理，增加其与附着层12的粘合能力；所述外膜层厚度为5um-120um，优选厚度为10um-80um，更优选厚度在15um-40um。
这种铝塑封装膜，其特征在于，所述内膜层16由一层或多层改性聚丙烯材料组成，该内膜层一面或两面进行表面处理，增加其与附着层15的粘结能力；其厚度为10um-200um，优选厚度为15um-150um，更优选厚度为25um-80um。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图1是本发明实施例铝塑复合封装膜的结构示意图；附图2是铝箔阳极氧化处理工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供了一种粘结强度高，耐冲击，阻隔性能优异，耐电解性能好，冲深性能好的铝塑复合封装膜。
本发明的上述目的可以通过以下方法达到，一种新型铝塑封装膜，包含一层一面或两面经过阳极氧化处理的铝箔，其特征在于，所述铝箔至少含有硅Si、铁Fe、锰Mn和铝Al，其中铁的含量为0.5wt%-2.0wt%，Fe/Si比为20%-2%。
铝箔表面阳极氧化处理方法，其特征在于，在铝箔14表面形成一层致密的氧化层13，氧化层的厚度为50nm-1500nm，优选厚度为200nm-800nm；采用硫酸、磷酸、硼酸、草酸、铬酸等其中一种酸或多种混合酸，或者他们的盐为氧化槽液，酸及其盐的浓度为2wt%-12wt%，优选浓度为3wt%-8wt%。
其铝箔表面阳极氧化的处理方法：脱脂除油→碱性化学清洗→冲洗吹干→氧化表面层→冲洗吹干→酸洗去表面氧化层→冲洗吹干→阳极氧化→封闭处理→性能测试，其中重要的是除油、碱洗、阳极氧化、封闭四个环节，经过阳极氧化处理过的铝箔具有良好的耐酸性能。
1. 除油
铝合金在生产时，表面会有一些有机物残留在其表面，故需要进行表面脱脂除油处理，常见的脱脂方法有很多种，如有机溶剂脱脂、碱性脱脂、酸性脱脂、还有乳化脱脂、电解脱脂等，本发明采用的是碱性脱脂对铝合金表面进行处理，在20g/L的55℃弱碱性溶液中浸泡3min后，用蒸馏水冲洗干净后待用。
2. 碱洗
经过脱脂除油处理后，铝箔表面可能还会存在商量的轻微划痕，经过此道比较强烈的碱洗之后，可以清除表面的自然氧化膜和轻微划痕，这样铝合金表面呈现出比较纯净的基体，以便得到高质量的阳极氧化膜，本发明采用44g/L的pH值为13的碱性溶液，55℃下浸泡1min，后迅速拿出来用蒸馏水冲洗干净干燥后备用。
3. 阳极氧化
在本发明中，分别采取两种配方的实施例，一是：浓硫酸3.2wt%、草酸5.4wt%、氧化电压6-25V、氧化温度10-60℃、氧化时间3-30min。二是浓磷酸4.2wt%、硼酸7.4wt%、氧化电压6-25V、氧化温度10-60℃、氧化时间3-30min。
4. 封闭
在本发明中，经过上述氧化条件下的阳极氧化处理，而后进行三种无铬条件下的封闭，有二种封闭方法。一种是镍钴盐封闭：4g/L硫酸镍、0.8g/L硫酸钴、3g/L硼酸在80℃-90℃封闭5min；二是铈盐封闭：10g/L的硝酸铈、0.5g/L的高锰酸钾溶液，35℃封闭5min。
采用的双组份聚氨酯粘结剂作为附着层粘接两侧塑料薄膜，与金属铝箔冲深的互动性粘结相容性极佳，附着力好。外膜层与粘结剂分子链在冲深过程中，塑性互动延伸性和复合牢固度优异，不断裂不分层，铝箔防腐层不易剥落，不影响其阻隔性和防腐性；采用聚酯多元醇类粘结剂粘接内膜层，粘度高，抗有机溶剂，抗强酸碱，抗高腐蚀挥发性物质，耐冲击，热封性能好。
采用干法或者热法工艺，使用双组份粘结剂把外膜层、经过阳极氧化处理的铝箔和内膜层粘合起来，然后经过层压干燥处理，得到本发明的铝塑复合封装膜样品。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
附图说明：
附图1，铝塑封装膜结构图：11外膜层、12第一附着层、13阳极氧化层、14铝箔、15第二附着层、16内膜层；
附图2：铝箔阳极氧化处理工艺流程图。
Claims (7)
1.一种由阳极氧化处理铝箔组成的新型铝塑封装膜，其特征在于，该封装膜由外膜层11、附着层12、经过阳极氧化处理的铝箔层14、附着层15和内膜层16组成；所述的外膜层11由树脂薄膜构成；所述的铝箔层14为纯铝或铝合金铝箔，同时铝箔一面或两面进行阳极氧化处理；内膜层16由改性聚丙烯膜构成；上面所述各层之间使用附着层粘合，贴合固化后形成铝塑封装膜。
2.根据权利要求1中一种新型铝塑封装膜，其特征在于，所述铝箔14一面或两面进行阳极氧化处理，在其表面形成一层氧化层。
3.根据权利要求2中铝箔表面阳极氧化的氧化层，其特征在于，氧化层厚度为10nm-3000nm，优选厚度为200nm-800nm。
4.根据权利要求2中铝箔采用阳极氧化方法处理，其特征在于，采用硫酸、磷酸、硼酸、草酸、铬酸等其中一种酸或多种混合酸，或者他们的盐为氧化槽液，酸及其盐的浓度为1wt%-20wt%，优选浓度为3wt%-8wt%。
5.根据权利要求1中一种新型铝塑封装膜，其特征在于，该外膜层11由一层或多层树脂薄膜复合组成，该树脂薄膜成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、尼龙（BOPA）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醚醚酮（PEEK）、聚芳醚酮（PAEK）、聚砜（PSU），其中的一种或多种复合而成，所述外膜层11厚度为5um-120um，优选厚度为10um-80um，更优选厚度在15um-40um。
6.根据权利要求1中一种新型铝塑封装膜，其特征在于，所述铝箔14优选含铁元素的8系列铝箔，该铝箔厚度为5um-150um，优选厚度为12um-120um，更优选厚度为25um-80um。
7.根据权利要求1中一种新型铝塑封装膜，其特征在于，所述内膜层16由一层或多层改性聚丙烯材料组成，该封装层一面或两面进行表面处理，其厚度为10um-200um，优选厚度为15um-150um，更优选厚度为25um-80um。
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