CN108321316A - 一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，包括：包括：依次层叠设置的增强层、粘合层、点蚀层、隔绝层、耐化学膜层和热封层，所述点蚀层具有第一表面、第二表面、多个凹槽，隔绝层具有第三表面、第四表面，第三表面为哑光面，第四表面为亮光面，耐化学膜层具有第五表面、第六表面，第五表面为光滑面，第六表面为粗糙面，第一表面与粘合层贴合，并且粘合层填充多个凹槽，第二表面与第三表面贴合，第四表面与第五表面贴合，第六表面与热封层贴合。所制得的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜提高了内层整体隔绝性能、提高了内层抗腐蚀性能、提高了抗穿刺性和耐折性能等。
Description
技术领域
本发明属于锂电池行业技术领域，具体涉及一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜。
背景技术
随着小型、集成化储能构件市场的快速发展，多电芯并联，多电池集约构件的需求不断增大，也引动了软包锂电池的市场需求，特别是动力蓄能软包锂电池的需求。动力蓄能软包锂电池的外壳封装主要是铝塑复合膜。由于锂电池使用的电解液中含有六氟磷酸锂，该化合物不稳定，在受到外部加热、水分入侵等后会分解出强酸；同时，在电解液中含有一定量的强溶性小分子有机溶剂和无机溶剂，这些溶剂会破坏内层聚合物材料的稳定结构，如内层材料出现溶胀现象，破坏了内层的热封装结构等，这些都会对铝塑复合膜的内层结构和封装结构造成严重的腐蚀和破坏，因此对铝塑复合膜的内层整体隔绝性能和内层抗腐蚀性能有极强的要求。而且，电池的使用环境，要求外包材料有强的抗穿刺性和耐折性能。因此，针对以上要求，需要开发一种全新的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，解决现有铝塑复合膜在此领域应用存在成型后封装强度不足，长时间使用下容易出现外表面离层，内部复合强度下降，甚至在冲击下可能出现电芯脱落的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，包括：依次层叠设置的增强层、粘合层、点蚀层、隔绝层、耐化学膜层和热封层，所述点蚀层具有第一表面、与所述第一表面相对应的第二表面、多个凹槽，所述多个凹槽自所述第一表面向所述第二表面方向凹陷，所述第二表面为平面结构，所述隔绝层具有第三表面、与所述第三表面相对应的第四表面，所述第三表面为哑光面，所述第四表面为亮光面，所述耐化学膜层具有第五表面、与所述第五表面相对应的第六表面，所述第五表面为光滑面，所述第六表面为粗糙面，所述第一表面与所述粘合层贴合，并且所述粘合层填充所述多个凹槽，所述第二表面与所述第三表面贴合，所述第四表面与所述第五表面贴合，所述第六表面与所述热封层贴合。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述点蚀层为合金铝材被精细化学腐蚀后形成，所述点蚀层的厚度为400nm-700nm，所述点蚀层的第一表面经点蚀处理，形成结构密集的多个凹槽，所述多个凹槽的水平切面均呈多边形，所述多个凹槽的大小相同、分布均匀，所述凹槽的深度为200nm-500nm、边长为400-600nm。
作为本发明所述一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述多个凹槽的水平切面均呈六边形。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述增强层为聚酰胺薄膜和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述增强层的厚度为15-30μm。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述粘合层为聚氨酯胶黏剂或环氧树脂胶黏剂，厚度为1μm-3μm。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述隔绝层为合金铝箔，厚度为30-50μm。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述耐化学膜层为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为100nm-300nm。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述第六表面上具有多个均匀的颗粒状的凸起，在任意两个相邻的凸起之间为平面连接或凹面连接，所述凸起的高度为50nm-80nm。
作为本发明所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的一种优选方案，所述热封层为聚丙烯薄膜和/或聚乙烯薄膜，厚度为30-90μm。
与现有技术相比，本发明提出的一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜具有以下优点：提高了内层整体隔绝性能，对比此前同规格的铝塑复合膜，其隔绝性能有5％左右的提升；同时，内层经过电解液浸泡后的剥离强度提高了20％以上，电解液浸泡后的热封强度提高了15％以上。而铝塑复合膜的断裂伸长率提升了15％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
图1为本发明的一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜的立体结构示意图；
图2为本发明的一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜中点蚀层的平面结构示意图。
其中：1为增强层、2为粘合层、3为点蚀层、31为第一表面、32为第二表面、33为凹槽、4为隔绝层、41为第三表面、42为第四表面、5为耐化学膜层、51为第五表面、52为第六表面、6为热封层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
本发明所述的一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，依次层叠设置的增强层1、粘合层2、点蚀层3、隔绝层4、耐化学膜层5和热封层6。
如图1所示，增强层1选用聚酰胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜中的一种或两种复合而成，其通过干式复合工艺获得，通过增强层1的设置增强抗冲击性能。
在点蚀层3的第一表面31经点蚀处理，形成结构密集的多个凹槽33，即化学微点蚀孔。点蚀层3的厚度为400nm-700nm，凹槽的深度为200nm-500nm、边长为400-600nm，点蚀处理是指通过精密涂布，在表面涂布金属刻蚀液后刻蚀。第一表面31与粘合层2贴合，并且粘合层2填充多个凹槽33，点蚀层3针对部件在高湿度环境下工作和工作放热造成增强层1收缩，进而出现长时间的应力集中导致离层的现象而设计的，点蚀层3的凹槽33结构能使整个粘合层2的粘结界面发生变化，特别是粘结接头填充于凹槽33中，使粘结处的结构改变，因为使增强层1收缩导致的应力集中被控制，保持住增强层1的结构，大幅度改善离层的现象。粘合层2选用聚氨酯胶黏剂或环氧树脂胶黏剂，厚度为1μm-3μm。
隔绝层4选用合金铝箔，其厚度为30-50μm，隔绝层4的第三表面41为哑光面，第四表面42为亮光面，这是通过热轧工艺获得，隔绝层4的设计主是起完全隔绝电芯与外界的作用。
由于部件在大功率放电时，其温度上升，部分电解液会出现分解，生成强腐蚀性的氢氟酸，而氢氟酸的分子可以穿透热封层6，直接腐蚀隔绝层4表面，造成内层强度下降，甚至电芯脱落，电池短路等危险，所以耐化学膜层5对其进行防护，保护中间的隔绝层4的结构。耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为100nm-300nm，耐化学膜层5的第五表面51为光滑面，第六表面52为粗糙面，第六表面52的粗糙面是由多个均匀的颗粒状的凸起构成，在任意两个相邻的凸起之间为平面连接或凹面连接，凸起的高度为50nm-80nm，设置这种粗糙面是为了增强热封层的粘结强度。
具体实施方式，请参见下述实施例1-3：
实施例1
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层1为聚酰胺薄膜，厚度为25μm；粘合层为聚氨酯胶黏剂，厚度为2μm；点蚀层3的厚度为500nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为400nm、边长为500nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为40μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为200nm；热封层6为聚丙烯薄膜，厚度为48μm。
实施例2
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层1为聚酰胺薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜构成的复合薄膜，厚度为25μm；粘合层为环氧树脂胶黏剂，厚度为2μm；点蚀层3的厚度为500nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为400nm、边长为500nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为40μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为200nm；热封层6为聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜构成的复合膜，厚度为88μm。
实施例3
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层2为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为25μm；粘合层为聚氨酯胶黏剂，厚度为2μm；点蚀层3的厚度为500nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为400nm、边长为500nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为40μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为200nm；热封层6为聚乙烯薄膜，厚度为88μm。
实施例4
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层1为聚酰胺薄膜，厚度为15μm；粘合层为聚氨酯胶黏剂，厚度为2μm；点蚀层3的厚度为500nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为400nm、边长为500nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为40μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为200nm；热封层6为聚丙烯薄膜，厚度为30μm。
实施例5
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层1为聚酰胺薄膜，厚度为25μm；粘合层为聚氨酯胶黏剂，厚度为2μm；点蚀层3的厚度为500nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为400nm、边长为500nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为50μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为200nm；热封层6为聚丙烯薄膜，厚度为88μm。
对比例1
对比例1与实施例1厚度规格数据相同，不同之处在于无点蚀层与耐化学膜层。
对比例2
对比例2与实施例2、实施例3、实施例5数据相同，不同之处在于无点蚀层与耐化学膜层。
对比例3
对比例3与实施例5数据相同，不同之处在于无点蚀层与耐化学膜层。
将实施例1-5及对各比例的铝塑膜样品进行拉伸实验、水蒸气透过量实验、电解液浸泡处理后的热封剥离与热封层剥离实验，剪切样品为15mm的长条，剥离增强层1和粘合层2，剥离速度为300mm/min，所得测试结果，如下表1，表2，表3所示。
表1
表2
表3
由此可见点蚀层3的设计有利于提高铝塑复合膜的延展性能，而凹槽33的设计增强了内部复合强度，耐化学膜层的设计，提升了其抗电解液侵蚀的性能。
除上述最佳实施方式外，本申请中的配方还可以取以下极限值进行实施，其实施效果较上述5个实施例相比，效果略差，但是实施结果仍然接近实施例1-5。
实施例6
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层1为聚酰胺薄膜，厚度为15μm；粘合层为聚氨酯胶黏剂，厚度为1μm；点蚀层3的厚度为400nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为200nm、边长为400nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为30μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为100nm；热封层6为聚丙烯薄膜，厚度为30μm。
实施例7
一种铝塑复合膜，其层间结构包括：增强层1，粘合层2，点蚀层3，隔绝层4，耐化学膜层5，热封层6。增强层1为聚酰胺薄膜，厚度为30μm；粘合层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3μm；点蚀层3的厚度为700nm，在其表面点蚀处理，结构为密集的六边形化学微点蚀孔，深度为500nm、边长为600nm；隔绝层4为合金铝箔，厚度为50μm；耐化学膜层5为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为300nm；热封层6为聚丙烯薄膜，厚度为90μm。
除上述实施例6-7两个属于本申请设计方案的取值之外，又进行了在上述范围之外的实施实验，经实验发现，当取值超过上述极限值外，实施效果变差，且与实施例1-5的实施效果相比，差异较大。
所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是，本发明的特点或目的之一在于：本发明提出的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，提高了内层整体隔绝性能、提高了内层抗腐蚀性能、提高了耐化学热封性能和铝塑复合膜整体延展性能等。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于，包括：依次层叠设置的增强层、粘合层、点蚀层、隔绝层、耐化学膜层和热封层，所述点蚀层具有第一表面、与所述第一表面相对应的第二表面、多个凹槽，所述多个凹槽自所述第一表面向所述第二表面方向凹陷，所述第二表面为平面结构，所述隔绝层具有第三表面、与所述第三表面相对应的第四表面，所述第三表面为哑光面，所述第四表面为亮光面，所述耐化学膜层具有第五表面、与所述第五表面相对应的第六表面，所述第五表面为光滑面，所述第六表面为粗糙面，所述第一表面与所述粘合层贴合，并且所述粘合层填充所述多个凹槽，所述第二表面与所述第三表面贴合，所述第四表面与所述第五表面贴合，所述第六表面与所述热封层贴合。
2.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述点蚀层为合金铝材被精细化学腐蚀后形成，所述点蚀层的厚度为400nm-700nm，所述点蚀层的第一表面经点蚀处理，形成结构密集的多个凹槽，所述多个凹槽的水平切面均呈多边形，所述多个凹槽的大小相同、分布均匀，所述凹槽的深度为200nm-500nm、边长为400-600nm。
3.如权利要求2所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述多个凹槽的水平切面均呈六边形。
4.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述增强层为聚酰胺薄膜和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述增强层的厚度为15-30μm。
5.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述粘合层为聚氨酯胶黏剂或环氧树脂胶黏剂，厚度为1μm-3μm。
6.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述隔绝层为合金铝箔，厚度为30-50μm。
7.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述耐化学膜层为表面电镀形成的电镀保护膜，厚度为100nm-300nm。
8.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述第六表面上具有多个均匀的颗粒状的凸起，在任意两个相邻的凸起之间为平面连接或凹面连接，所述凸起的高度为50nm-80nm。
9.如权利要求1所述的用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜，其特征在于：所述热封层为聚丙烯薄膜和/或聚乙烯薄膜，厚度为30-90μm。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201810248689.8A CN108321316A (zh) | 2018-03-24 | 2018-03-24 | 一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜 |
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| CN201810248689.8A CN108321316A (zh) | 2018-03-24 | 2018-03-24 | 一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN105336883A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-02-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池软包装材料及使用该材料的锂离子电池 |
| CN105552250A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-04 | 昭和电工包装株式会社 | 蓄电设备用外包装材料及蓄电设备 |
| CN106784434A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-05-31 | 贺万军 | 一种铝塑膜 |
| CN207883746U (zh) * | 2018-03-24 | 2018-09-18 | 常州斯威克光伏新材料有限公司 | 一种用于锂电池外壳封装的铝塑复合膜 |
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2018
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