CN105015091A - 一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，包括第一硅化层、第一改性聚丙烯层、第二改性聚丙烯层、第二硅化层，该聚丙烯材料具有层状结构，所述软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯由内到外依次为第一硅化层、第一改性聚丙烯层、第二改性聚丙烯层、第二硅化层。本发明中制备的聚丙烯具有优异的热封性能、抗拉伸性能，且该制备的聚丙烯材料具有与粘结剂或热熔胶膜强的粘结性，复合后不易分层，满足聚合物锂离子电池软包装复合膜选择的聚丙烯材料要求，可作为该类型锂离子电池包装复合膜中的热封层材料。

Description

一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯及其制备工艺

技术领域

本发明涉及电池包装材料领域，特别涉及一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯材料。

背景技术

      聚合物锂离子电池外包装膜材料对保证聚合物锂离子电池质量具有十分重要的作用，其核心是防止外界环境中的水蒸汽、氧气等物质进入并与电解质发生反应生成HF溶液或氧化改变电解质基本性质，导致电池储能效率降低，冲、放电水平下降，降低聚合物锂离子电池的使用寿命，因此对外包装膜的要求非常严格，外包装膜应具有热封性能、阻隔性能、耐磨性能及冷加工成型性。

    聚合物锂离子电池外包装膜主要是由热封层、阻隔层和耐磨层所组成，每层材料的要求各不相同且都需满足聚合物锂离子电池外包装膜对包装材料多功能性的要求。聚丙烯由于具有良好的力学性能和成型加工性能，已广泛应用于各个领域，在聚合物锂离子电池专膜内热封层材料中也大多数选择聚丙烯，但通用的聚丙烯韧性不好、静电度高、印刷性及粘合性较差，并不能完全适合复合膜组合材料对其要求，如何选择或制备性能优良的聚丙烯材料对提高复合膜的热封性能或其他阻隔、粘结等性能是聚合物锂离子电池外包装膜行业内十分关注的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯材料。该专膜用聚丙烯材料具有优异的热封性能，同时聚丙烯表面等离子激发的活性点可很好地与其他高聚物、热熔胶膜或粘结剂进行强复合、不分层，该聚丙烯材料可应用作为聚合物锂离子电池外包装复合膜中的制备原材料之一。

本发明的技术方案为：一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，包括第一硅化层、第一改性聚丙烯层、第二改性聚丙烯层、第二硅化层，该聚丙烯材料具有层状结构，所述软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯由内到外依次为第一硅化层、第一改性聚丙烯层、第二改性聚丙烯层、第二硅化层。

作为本发明的一种优选方案，所述第一硅化层、第二硅化层中材质为氟硅氧化物、硅钛氧化物、正硅酸乙酯、二氧化硅中的一种或组合，厚度为10-5000nm。

作为本发明的一种优选方案，所述第一改性聚丙烯层材质为聚丙烯与低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种组合。

作为本发明的一种优选方案，所述第一改性聚丙烯层的厚度为10-50μm，聚丙烯与混合树脂的比例为99/1-20/80。

作为本发明的一种优选方案，所述第二改性聚丙烯层材质为聚丙烯与尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13、、尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6中的一种或其组合。

作为本发明的一种优选方案，所述第二改性聚丙烯层中聚丙烯与尼龙的混合比为99/1-30/70，第二改性聚丙烯层的厚度为10-50μm。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：首先，通过第一改性聚丙烯层与第二改性聚丙烯层热熔共挤复合，提高聚丙烯材料的韧性，第一聚丙烯改性层提高聚丙烯材料的热封性能，第二聚丙烯改性层提高聚丙烯的耐穿刺性能，综合使聚丙烯材料在复合膜成型中具有更好的加工性能；其次，在聚丙烯材料双面增加应用等离子处理的硅化层，提高了其表面的分子自由基活动点，可提高聚丙烯材料与其他材料的粘结强度，加工简单且可使聚丙烯材料与其他材料形成复合膜不分层，同时具有更强的阻隔性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为第一硅化层；2为第一改性聚丙烯层；3为第二改性聚丙烯层；4为第二硅化层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例

     如图1所示，本发明提供了一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，包括第一硅化层1、第一改性聚丙烯层2、第二改性聚丙烯层3、第二硅化层4，该聚丙烯材料具有层状结构，所述软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯由内到外依次为第一硅化层1、第一改性聚丙烯层2、第二改性聚丙烯层3、第二硅化层4。

所述第一硅化层1、第二硅化层4中材质为氟硅氧化物、硅钛氧化物、正硅酸乙酯、二氧化硅中的一种或组合，厚度为10-5000nm。

所述第一改性聚丙烯层2材质为聚丙烯与低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种组合。

所述第一改性聚丙烯层2的厚度为10-50μm，聚丙烯与混合树脂的比例为99/1-20/80。在聚丙烯中添加一定比例的低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛可改善聚丙烯的热封性能。

所述第二改性聚丙烯层3材质为聚丙烯与尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13、、尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6中的一种或其组合。

所述第二改性聚丙烯层3中聚丙烯与尼龙的混合比为99/1-30/70，第二改性聚丙烯层的厚度为10-50μm。在聚丙烯中添加一定比例的尼龙可改善聚丙烯的韧性和耐穿刺性能。

同时，作为一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯的制造工艺，具体包括如下步骤：

    1）第一改性聚丙烯层改性聚合物与第二改性聚丙烯层聚合物在温度130℃-350℃间熔融共挤，形成共挤物；

    2）在该共挤物双面空气氧化下等离子涂覆硅化物，形成成品聚丙烯。

本发明的产品经过测定达到以下指标：

   1.热封强度测试： PP层间剥离强度大于等于80N/15mm；

   2.抗张强度测试：抗张强度大于30MPa。

   3.冲击强度测试：大于10×10^-2kJ/m²。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，包括第一硅化层、第一改性聚丙烯层、第二改性聚丙烯层、第二硅化层，该聚丙烯材料具有层状结构，所述软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯由内到外依次为第一修饰层、第一改性聚丙烯层、第二改性聚丙烯层、第二修饰层。

2.根据权利要求1中所述的一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，所述第一硅化层、第二硅化层中材质为氟硅氧化物、硅钛氧化物、正硅酸乙酯、二氧化硅中的一种或组合，厚度为10-5000nm。

3.根据权利要求1中所述的一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，所述第一改性聚丙烯层材质为聚丙烯与低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种组合。

4.根据权利要求3中所述的一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，所述第一改性聚丙烯层的厚度为10-50μm，聚丙烯与混合树脂的比例为99/1-20/80。

5.根据权利要求1中所述的一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，所述第二改性聚丙烯层材质为聚丙烯与尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13、、尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6中的一种或其组合。

6.根据权利要求5中所述的一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯，其特征在于，所述第二改性聚丙烯层中聚丙烯与尼龙的混合比为99/1-30/70，第二改性聚丙烯层的厚度为10-50μm。

7.根据权利要求1中所述的一种软包装聚合物锂离子电池专膜用聚丙烯的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：

    1）第一改性聚丙烯层改性聚合物与第二改性聚丙烯层聚合物在温度130℃-350℃间熔融共挤，形成共挤物；

    2）在该共挤物双面空气氧化下等离子涂覆硅化物，形成成品聚丙烯。