CN107825773B - 一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜 - Google Patents

一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5‑15份、苯基三甲基硅烷偶联剂1‑5份、钛酸酯偶联剂1‑5份、水30‑50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1‑5份、含氟微粉1‑5份、环己烷溶剂10‑20份、丁酮溶剂20‑40份。本发明明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能，本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。

Description

一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜
技术领域
本发明涉及一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜。
背景技术
锂电池用铝塑膜通常是一个叠层复合结构，主要包括外层材料(保护层)、外层胶黏剂、中间层(阻隔层)、内层胶黏剂、内层材料(热封层)，由于锂电池电解液中LiPF6能与小分子水反应生成氢氟酸(HF)，造成铝箔腐蚀、电池短路、爆炸或膨胀等，因此铝塑膜内层材料及工艺成为了铝塑膜的关键技术。为了提高铝塑膜的耐电解液腐蚀性能，现有技术出现了大量针对铝塑膜内层进行改进的方案。例如，中国专利申请号2014104142891号、公开日2016年08月24日的发明专利申请，公开了一种铝塑膜，结构为：耐热性树脂层、胶粘剂层、铝箔层、粘合树脂层1、氟膜层、粘合树脂层2和热封层的铝塑膜。上述方案层间粘接性能好，能够延长锂离子电池的使用寿命。再例如，中国专利申请号201310492679.6号、公开日2016年02月10日、公开号为103560213B的发明专利申请，公开了一种具有耐水、耐高温及耐腐蚀性的铝塑膜，由基材层、接着层、铝箔层、防蚀层、贴合层和内层一起构成从最外层至最内层的迭层结构。上述方案，通过在铝箔层表面涂布导电涂料作为防蚀层、使用含氟聚氨酯树脂贴合胶构成该防蚀层与该内层之间的贴合层，应用于锂电池作为铝塑膜包装用途时，可促进锂电池具有优异耐水性、耐高温及耐蚀性，并且提升锂电池的使用年限。虽然含氟膜能够提高铝塑膜的耐电解液性能，但是耐电解液性能还是差，远远达不到人们的要求，由于氟材料本身特性，其存在表面能低、表面憎水、粘结性能差，因此这种铝塑膜存在冲深性差、耐腐蚀性能差、使用寿命端短的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有产品中的不足，提供一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜，本发明能有效提高铝塑膜耐电解液性能。
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5-15份、苯基三甲基硅烷偶联剂1-5份、钛酸酯偶联剂1-5份、水30-50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1-5份、含氟微粉1-5份、环己烷溶剂10-20份、丁酮溶剂20-40份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
含铬化合物中的铬为三价铬。
耐磨层为PA膜。
第一粘结层为聚氨酯胶黏剂。
热封层为CPP膜。
作为优选，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5份、苯基三甲基硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂1份、水30份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1份、含氟微粉1份、环己烷溶剂10份、丁酮溶剂溶剂20份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
作为优选，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物15份、苯基三甲基硅烷偶联剂5份、钛酸酯偶联剂5份、水50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂5份、含氟微粉5份、环己烷溶剂20份、丁酮溶剂40份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
作为优选，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物10份、苯基三甲基硅烷偶联剂3份、钛酸酯偶联剂3份、水40份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂3份、含氟微粉3份、环己烷溶剂15份、丁酮溶剂30份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
发明的有益效果如下：本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明：
说明：含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种，多种指的是含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中至少两种的混合物。
实施例1：
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5份、苯基三甲基硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂1份、水30份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1份、含氟微粉1份、环己烷溶剂10份、丁酮溶剂溶剂20份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。耐磨层为PA膜，第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，热封层为CPP膜。
本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。
实施例2：
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5-15份、苯基三甲基硅烷偶联剂1-5份、钛酸酯偶联剂1-5份、水30-50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1-5份、含氟微粉1-5份、环己烷溶剂10-20份、丁酮溶剂20-40份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。耐磨层为PA膜，第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，热封层为CPP膜。含铬化合物中的铬为三价铬。
本发明的性能特点如下：
阻隔性：水蒸气渗透系数达到10-4～10-6g/m2·d·1atm；
氧气渗透系数达到10-1～10-3cm3/m2·d·1atm；
耐电解液性能：85℃、4H电解液浸泡后观察外观无异常，剥离强度＞7N/15mm；
冲深强度：超过8mm；
剥离强度：PA/AL剥离强度＞7N/15mm，CPP/AL剥离强度＞7N/15mm；
热封强度：PA/AL剥离强度＞50N/15mm；
穿刺强度：≥12N，针对直径1mm，下压速度50mm/min；
耐摩擦性能：无严重划痕或损伤，泡沫棉摩擦50次来回；
抗折弯性能：不分层、不破损，抗折弯次数＞15次；
本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。
实施例3：
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，
所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物15份、苯基三甲基硅烷偶联剂5份、钛酸酯偶联剂5份、水50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂5份、含氟微粉5份、环己烷溶剂20份、丁酮溶剂40份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。耐磨层为PA膜，第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，热封层为CPP膜。含铬化合物中的铬为三价铬。
本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高。
实施例4：
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物10份、苯基三甲基硅烷偶联剂3份、钛酸酯偶联剂3份、水40份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂3份、含氟微粉3份、环己烷溶剂15份、丁酮溶剂30份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。耐磨层为PA膜，第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，热封层为CPP膜。含铬化合物中的铬为三价铬。
本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。
实施例5：
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物12份、苯基三甲基硅烷偶联剂4份、钛酸酯偶联剂4份、水45份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂4份、含氟微粉4份、环己烷溶剂18份、丁酮溶剂27份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。耐磨层为PA膜，第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，热封层为CPP膜。含铬化合物中的铬为三价铬。
本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。
实施例6：
锂电池软包装的铝塑复合膜，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物7份、苯基三甲基硅烷偶联剂2份、钛酸酯偶联剂2份、水35份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂2份、含氟微粉2份、环己烷溶剂13份、丁酮溶剂22份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。耐磨层为PA膜，第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，热封层为CPP膜。含铬化合物中的铬为三价铬。
本发明的第二粘结层设有环氧体系固化剂，使得附着力和耐电解液性能有显著提升，含氟微粉能耐受氢氟酸，明显提升了铝塑复合膜的耐电解液性能；本发明设有钝化层，使得铝箔不易受腐蚀，保护了铝箔；本发明的耐磨层为PA膜，使得铝塑复合膜抗冲击性能好、耐穿刺性能好、耐热耐磨性能好、耐磨性能好；本发明的热封层为CPP膜，使得铝塑复合膜耐电解液、热封性能好；本发明的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层的各层之间的粘结稳固，冲深强度高，使用寿命长。
需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜，其特征在于，包括：从外往内依次设置的耐磨层、第一粘结层、铝箔层、钝化层、具有耐腐蚀性能的第二粘结层、热封层，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5-15份、苯基三甲基硅烷偶联剂1-5份、钛酸酯偶联剂1-5份、水30-50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1-5份、含氟微粉1-5份、环己烷溶剂10-20份、丁酮溶剂20-40份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种，所述含铬化合物中的铬为三价铬，所述耐磨层为PA膜，所述第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，所述热封层为CPP膜。
2.根据权利要求1所述一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜，其特征在于，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物5份、苯基三甲基硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂1份、水30份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂1份、含氟微粉1份、环己烷溶剂10份、丁酮溶剂20份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜，其特征在于，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物15份、苯基三甲基硅烷偶联剂5份、钛酸酯偶联剂5份、水50份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂5份、含氟微粉5份、环己烷溶剂20份、丁酮溶剂40份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种用于锂电池软包装的铝塑复合膜，其特征在于，所述钝化层包括下列重量份的组份：丙烯酸树脂100份、含铬化合物10份、苯基三甲基硅烷偶联剂3份、钛酸酯偶联剂3份、水40份；所述具有耐腐蚀性能的第二粘结层包括下列重量份的组份：酸改性聚烯烃树脂100份、环氧体系固化剂3份、含氟微粉3份、环己烷溶剂15份、丁酮溶剂30份，所述含氟微粉为PTFE微粉或FEP微粉或PVDF微粉或ETFE微粉中的一种或多种。
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