CN106346904A

CN106346904A - 锂离子电池软包装用铝塑复合膜及其制造方法

Info

Publication number: CN106346904A
Application number: CN201610672133.2A
Authority: CN
Inventors: 袁新平; 李军
Original assignee: Nantong Sakura Membrane Technology Co Ltd
Current assignee: Nantong Sakura Membrane Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2017-01-25

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池软包装用导热铝塑复合膜及其制造方法，在导热铝塑膜上依次叠合有表面保护层、导热材料层、上粘合层、上钝化阻隔层、铝膜层、下钝化阻隔层、下粘合层、CPP复合薄膜层；包括以下步骤：对基底材料的双面进行预处理、在基底材料经过预处理的一面涂覆涂料，在铝箔表面进行水洗、涂敷上钝化阻隔层和下钝化阻隔层、上粘合层和下粘合层。本发明具有高强度和气密性、阻隔性、耐酸碱性及耐电解液性能、同时便于导热；铝箔层与导热材料层具有极高的剥离强度、机械加工性能、屏蔽效能和阻隔性能，弯折抗拉性能好，导热性能优异的优点。

Description

锂离子电池软包装用铝塑复合膜及其制造方法

技术领域

本发明公开了一种铝塑膜及其制造方法，特别是一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜及其制造方法。

背景技术

目前随着锂电行业的发展，对铝塑包装膜的需求越来越大，同时，对高性能锂电的追求，对铝塑膜的要求越来越得到重视。

锂电生产中，由于电解液的强腐蚀性，需要解决铝膜的耐腐蚀性，而传统的包装材料由于其机械加工性能不佳，在锂电池制备成型过程用容易破损，增大了锂电池使用过程中发生泄漏、破损和爆炸的可能性；由于应用中释放热，导致材料的稳定性下降，为此需要迫切地解决在保证基本包装性能的前提，如何改善材料的导热性能。因此，如何获得到高性能、安全环保、可靠的锂电池生产用铝塑膜一直是行业内致力追求的。

公开号为CN101350370A的发明专利申请公开了一种采用PP乙烯-甲基丙烯酸共聚物/铝箔/乙烯-甲基丙烯酸共聚物/PP的封装薄膜，该系列膜防爆性能较好，但结合层的韧性和热封粘结强度差；又如申请公开号为CN101992570A的发明专利申请公开了一种锂电池封装铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，且所述保护层与铝箔层、以及热封层与铝箔层之间分别通过胶合层粘接复合，所述保护层与铝箔层、以及热封层与铝箔层之间通过胶合层粘接复合前，所述保护层、铝箔层和热封层材料表面分别采用等离子体技术表面接枝处理，然后再把所述保护层和铝箔层、以及铝箔层和热压层分别与一胶合层的两侧面进行干式复合。该锂电池封装铝塑膜虽然具有较高的耐化学性、隔湿、隔氧、封装粘结力并能防爆，适合于软包装锂电池，但是其铝箔层通过胶合层热压粘结的机械加工性能较差、结合力不可靠、同时由于胶黏剂的使用不环保。另外，这些薄膜都不具备导热的功效，这对于锂电的包装是不利的。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种具有高强度和气密性、阻隔性、耐酸碱性及耐电解液性能、同时便于导热；而且铝膜层与基体层具有极高的剥离强度、机械加工性能、屏蔽效能和阻隔性能的锂离子电池软包装用铝塑复合膜及其制造方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜及其制造方法：包括基底材料，在所述基底材料上依次叠合有表面保护层、导热材料层、上粘合层、上钝化阻隔层、铝膜层、下钝化阻隔层、下粘合层、CPP复合薄膜层，通过在基底材料上涂覆导热材料，形成导热材料层；在所述铝箔的表面涂覆胶粘剂，形成上粘结层和下粘结层；在上粘结层和下粘结层的表面复合聚丙烯和其他聚烯烃树脂的复合物，形成所述的导热铝塑膜C，所述基底材料为AL/CPP或尼龙或尼龙/PET复合膜；

本发明的进一步改进在于：所述上钝化阻隔层和下钝化阻隔层为镉的金属络合物、改性丙烯酸树脂、有机硅树脂或有机氟氟树脂，所述上钝化阻隔层和下钝化阻隔层的厚度为2-50μm，具有耐受高温的性能，能够耐受300°C以上的高温。

本发明的进一步改进在于：所述铝塑膜表面保护层为聚酰胺、聚酯、聚酰胺共聚物、MXD6 或乙烯-辛烯共聚物，所述铝塑膜表面保护层的厚度为5〜45um，宽度为10〜1200mm。

本发明的进一步改进在于：所述铝箔的厚度为5-60μ，水洗及等离子处理。

本发明的进一步改进在于：所述上粘结层和下粘结层为改性聚烯烃、改性丙烯酸树脂、乙烯-马来酸共聚物或聚酰亚胺树脂，所述上粘结层和下粘结层的厚度为2-20μm。

本发明的进一步改进在于：所述CPP复合薄膜层为流延聚丙烯复合薄膜，厚度为5-150μm。

一种制备锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法，包括以下步骤：1）对铝箔的双面进行预处理：在铝箔的上、下表面依次进行表面电晕处理及等离子清洗，以提高基底材料的表面的附着性能；

2)在基底材料经过预处理的一面涂覆涂料，形成导热材料层；基底材料是指AL/CPP或尼龙或尼龙/PET复合膜，该涂覆材料为含有氧化铝和石墨烯的聚合物混合材料；材料的导热系数〉1-5W；材料通过辊涂的方式转移到粘合层；

3)在铝箔表面进行电晕处理，之后涂敷上钝化阻隔层和下钝化阻隔层；涂敷好阻隔层后，在涂覆胶粘剂，形成上粘合层和下粘合层；

4)采用复合法在上粘合层和下粘合层；表面粘附CPP复合薄膜层，其中CPP复合薄膜的材料为流延级聚丙烯和乙烯-马来酸共聚物和乙烯-辛烯共聚物的混合物，将混合物先通过双螺杆造粒后制成薄膜；

本发明的进一步改进在于：步骤1)中所述电晕处理过程中电压为5000〜30000V，在进行所述的电晕处理过程中空气洁净度为万级至十万级，电晕处理后的基底材料（AL/CPP或尼龙或尼龙/PET复合膜）的表面能达到50-60达因(dyne)，增强基底材料与铝箔层的复合强度。

本发明的进一步改进在于：步骤1)中所述等离子清洗过程中真空度为2.0X KT1〜2.0 X 10 ^3MPa ;温度为-100〜-250°c ；工作气体为氩气或氮气；清洗速率为5〜15/min。

本发明的进一步改进在于：步骤4)中所述上粘合层和下粘合层为改性聚烯烃、改性丙烯酸树脂、乙烯-马来酸共聚物、聚酰亚胺树脂、GMA改性聚烯烃或环氧改性聚烯烃树脂，所述上粘合层和下粘合层的厚度为2〜20um，步骤4)中所述热压复合法粘附CPP复合薄膜的过程中，处理温度为40〜160°C ；粘附速率为10〜80m/min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

具有高强度和气密性、阻隔性、耐酸碱性及耐电解液性能、同时便于导热；而且铝膜层与基体层具有极高的剥离强度、机械加工性能、屏蔽效能和阻隔性能，可以用于锂电池及高性能电池外包装，产品弯折抗拉性能优异，工艺加工容易，导热性能优异。

具体实施方式

一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜及其制造方法：包括基底材料，在所述基底材料上依次叠合有表面保护层、导热材料层、上粘合层、上钝化阻隔层、铝膜层、下钝化阻隔层、下粘合层、CPP复合薄膜层，通过在基底材料上涂覆导热材料，形成导热材料层；在所述铝箔的表面涂覆胶粘剂，形成上粘结层和下粘结层；在上粘结层和下粘结层的表面复合聚丙烯和其他聚烯烃树脂的复合物，形成所述的导热铝塑膜C，所述基底材料为AL/CPP或尼龙或尼龙/PET复合膜；

所述上钝化阻隔层和下钝化阻隔层为镉的金属络合物，厚度为2-50μm；具有耐受高温的性能，能够耐受300°C以上的高温；钝化阻隔层具有极强的耐腐蚀、耐酸碱性能，可有效阻隔铝膜在涂覆电解液时产生报废，具有保护基体层、铝膜的作用、防止腐蚀性、酸碱性溶液或其它腐蚀性物质对铝塑膜的腐蚀；

所述铝塑膜保护层厚度为5-60μm，采用了共聚聚酰胺该材料作为基体，其抗拉伸强度好；同时对防止了锂电池使用过程中意外爆裂有很大帮助；

所述上粘结层和下粘结层优选为GMA改性聚烯烃或环氧改性聚烯烃树脂和乙烯-马来酸共聚物，厚度为2-20μm；，具有耐高温、耐电解的性能，由耐受290°C以上高温的材料组成，剥离强度大于20 ( N/15mm)；

本发明的进一步改进在于：所述CPP复合薄膜层为流延聚丙烯复合薄膜，厚度为5-80μm。

一种制备锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法，包括以下步骤：1）对铝箔的双面进行预处理：在铝箔的上、下表面依次进行表面电晕处理及等离子清洗，以提高铝箔的表面的附着性能；

2)在铝箔经过预处理的一面涂覆涂料，形成导热材料层；该材料为含有氧化铝和石墨烯的聚合物混合材料；材料的导热系数〉1-5W；材料通过辊涂的方式转移到粘合层；

4)采用复合法在上粘合层和下粘合层；表面粘附CPP复合薄膜层，其中CPP复合薄膜的材料为流延级聚丙烯和乙烯-马来酸共聚物和乙烯-辛烯共聚物的混合物，将混合物先通过双螺杆造粒后制成薄膜，其中薄膜的厚度为5-80um；

步骤1)中所述的电晕处理过程中电压为5000〜30000V，在进行所述的电晕处理过程中空气洁净度为万级至十万级，电晕处理后的基底材料的表面能达到50-60达因(dyne)，增强基底材料与铝膜层的复合强度，保证基材产品的高可靠性、一致性；

步骤1)中所述的等离子清洗过程中真空度为2.0X KT1〜2.0 X 10 ^3MPa ；温度为-100〜-250°c ；工作气体为氩气或氮气；清洗速率为5〜15/min；

步骤4)中所述的上粘合层和下粘合层为改性聚烯烃、改性丙烯酸树脂、乙烯-马来酸共聚物、聚酰亚胺树脂、GMA改性聚烯烃或环氧改性聚烯烃树脂，所述上粘合层和下粘合层的厚度为2〜20um；

步骤4)中所述的热压复合法粘附CPP复合薄膜的过程中，处理温度为40〜160°C ；粘附速率为10〜80m/min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锂离子电池软包装用导热铝塑复合膜，其特征在于：包括基底材料，在所述基底材料上依次叠合有表面保护层、导热材料层、上粘合层、上钝化阻隔层、铝膜层、下钝化阻隔层、下粘合层、CPP复合薄膜层，通过在基底材料上涂覆导热材料，形成导热材料层；在所述铝箔的表面涂覆胶粘剂，形成上粘结层和下粘结层；在上粘结层和下粘结层的表面复合聚丙烯和其他聚烯烃树脂的复合物，形成所述的导热铝塑膜C。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池软包装用导热铝塑复合膜，其特征在于：所述上钝化阻隔层和下钝化阻隔层为镉的金属络合物、改性丙烯酸树脂、有机硅树脂或有机氟氟树脂，所述上钝化阻隔层和下钝化阻隔层的厚度为2-50μm。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池软包装用导热铝塑复合膜，其特征在于：所述铝塑膜导热层为聚酰胺、聚酯、聚酰胺共聚物、MXD6 或乙烯-辛烯共聚物，所述导热材料层的厚度为5〜45um，宽度为10〜1200mm。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜，其特征在于：所述铝箔层的厚度为5-60μm，水洗及等离子处理。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜，其特征在于：所述上粘结层和下粘结层为改性聚烯烃、改性丙烯酸树脂、乙烯-马来酸共聚物或聚酰亚胺树脂，所述上粘结层和下粘结层的厚度为2-20μm。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜，其特征在于：所述CPP复合薄膜层为流延聚丙烯复合薄膜，厚度为20-150μm。

7.一种制备如权利要求1所述的锂离子电池软包装用导热铝塑复合膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）对基底材料的双面进行预处理,膜的上、下表面依次进行表面电晕处理及等离子清洗，以提高基底材料的表面的附着性能；

2)在基底材料经过预处理的一面涂覆涂料，形成导热材料层；该材料为含有氧化铝和石墨烯的聚合物混合材料；材料的导热系数〉3W；材料通过辊涂的方式转移到粘合层；

4)采用复合法在上粘合层和下粘合层；表面粘附CPP复合薄膜层，其中CPP复合薄膜的材料为流延级聚丙烯和乙烯-马来酸共聚物和乙烯-辛烯共聚物的混合物，将混合物先通过双螺杆造粒后制成薄膜。

8.根据权利要求7所述的一种制备锂离子电池软包装用导热铝塑复合膜的方法，其特征在于：步骤1)中所述电晕处理过程中电压为5000〜30000V，在进行所述的电晕处理过程中空气洁净度为万级至十万级，电晕处理后的基底材料的表面能达到50-60达因(dyne)，增强基底材料与导热材料层的复合强度。

9.根据权利要求7所述的一种制备锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法，其特征在于：步骤1)中所述等离子清洗过程中真空度为2.0X KT1〜2.0 X 10 ^3MPa ;温度为-100〜-250°c ；工作气体为氩气或氮气；清洗速率为5〜15/min。

10.根据权利要求7所述的一种制备锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法，其特征在于：步骤4)中所述上粘合层和下粘合层为改性聚烯烃、改性丙烯酸树脂、乙烯-马来酸共聚物、聚酰亚胺树脂、GMA改性聚烯烃或环氧改性聚烯烃树脂，所述上粘合层和下粘合层的厚度为2〜20um，步骤4)中所述热压复合法粘附CPP复合薄膜的过程中，处理温度为60〜120°C；粘附速率为10〜80m/min。