CN109449319B - 一种软包锂离子电池用铝塑膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软包锂离子电池用铝塑膜，从外到内依次包括保护层、外层粘结层、金属铝箔层、内层粘结层和热封层，所述保护层为尼龙(PA)膜，所述的铝箔层(AL)是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，所述热封层为流延聚丙烯(CPP)。本发明的铝塑膜具有较高耐电解液性能、厚度可控、更优冲深性能的新特点，有效提高了铝塑膜软包装在锂离子电池中的使用前景。本申请的铝塑膜具有较高耐电解液性能、厚度可控、更优冲深性能的新特点，有效提高了铝塑膜软包装在锂离子电池中的使用前景。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种软包锂离子电池用铝塑膜。
背景技术
随着锂离子电池在3C、动力及储能领域的快速发展，因软包装铝塑膜的锂离子电池具有容量大、重量轻、安全性高等优点，所以也越来越受到重视和应用，自然铝塑膜的性能要求也是越来越高。目前，软包装铝塑膜一般由三层不同功能的薄膜复合而成，外层是由PA层作为保护层，中间是由铝箔作为绝缘层，内层是由CPP作为热封层，由此组成的铝塑膜由于金属铝箔与高分子材料CPP层的不相容性，粘接程度均有较大差异，当铝塑膜与电解液长期接触情况下，容易电解液溶胀CPP层，甚至导致分层，继而会产生鼓包、漏液、甚至短路等危险发生，降低锂离子电池的使用寿命，影响了锂离子电池的稳定性及使用广泛性。
发明内容
本发明在于克服现有技术的不足，提供一种更耐电解液腐蚀、优良冲深性能的软包锂离子电池用铝塑膜。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为热法工艺时，从外到内依次包括保护层，外层粘结层，金属铝箔层和热封层；保护层的内侧通过外层粘结层与铝箔层的外侧进行干式复合连接；金属铝箔层的内侧与热封层的外侧通过热封层共挤流延于金属铝箔层内层表面热法直接复合连接。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为干法工艺时，从外到内依次包括保护层，外层粘结层，金属铝箔层，热封层，内层粘结层；保护层的内侧通过外层粘结层与铝箔层的外侧进行干式复合连接；铝箔层内侧通过内层粘结层与热封层外侧经过干式复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA，PET中的一种或者几种组合；最优是尼龙PA。
所述的保护层的厚度为10～40微米，最优是25微米。
所述的外层粘结层的材料为聚氨酯、聚异氰酸酯、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸酯、有机氟树脂中的一种或者几种组合，最优是聚丙烯酸酯。
所述的外层粘结层的厚度为3～10微米，最优是3微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，其中刻蚀液为氧化性酸类的水溶液，氧化性酸类是盐酸或者硫酸中的一种，刻蚀处理工艺为：刻蚀液pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。最优选择pH为1，室温23℃浸泡30s。
所述的金属铝箔层的厚度为20～60微米，最优是40微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为30～80微米，最优是40微米。
所述的内层粘结层的材料为改性聚烯烃，环氧树脂中的一种，最优为改性聚烯烃。
所述的内层粘结层的厚度为3～10微米，最优是3微米。
与现有技术相比，本申请的技术优点在于：
使用刻蚀技术处理过的铝箔与PA层和CPP层复合成型的铝塑膜，较普通常规未进行刻蚀处理铝箔复合而成铝塑膜，具有以下优点：
(1)该铝塑膜软包形成电池在电解液中长期接触浸泡，降低铝塑膜分层，漏液现象产生的风险；
(2)该铝塑膜在冲坑实验中，由于层间粘结力大大加强，降低了冲深过程导致的分层现象产生风险；增强了铝塑膜的加工及耐腐蚀性能，保证了锂离子电池的使用安全性。
附图说明
图1实施例1的示意图；
图2实施例2的示意图；
附图中的标记为：
1 保护层，
2 外层粘结层，
3 铝箔层，
4 热封层，
5 刻蚀技术处理过的铝箔层复合界面，
6 内层粘结层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
请参见附图1，一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状，经过刻蚀技术处理过的铝箔与流延CPP层复合界面5。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为热法工艺，从外到内依次包括保护层，外层粘结层，金属铝箔层和热封层；保护层1的内侧通过外层粘结层2与铝箔层3的外侧进行干式复合连接；金属铝箔层的内侧与热封层4的外侧通过热封层共挤流延于金属铝箔层内层表面热法直接复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA。
所述的保护层的厚度为25微米。
所述的外层粘结层的材料为聚丙烯酸酯。
所述的外层粘结层的厚度为3微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，其中刻蚀液为盐酸溶液。刻蚀处理工艺为：刻蚀液pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。最优选择pH为1，室温23℃浸泡30s。
所述的金属铝箔层的厚度为40微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为40微米。
实施例2
请参见附图2，一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状。经过刻蚀技术处理过的铝箔与内层粘结层复合界面5。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为干法工艺时，从外到内依次包括保护层1，外层粘结层2，金属铝箔层3，热封层4，内层粘结层6；保护层1的内侧通过外层粘结层2与铝箔层3的外侧进行干式复合连接；铝箔层3内侧通过内层粘结层6与热封层4外侧经过干式复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA。
所述的保护层的厚度为25微米。
所述的外层粘结层的材料为聚丙烯酸酯。
所述的外层粘结层的厚度为3微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，其中刻蚀液为硫酸溶液。刻蚀处理工艺为：刻蚀液pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。最优选择pH为1，室温23℃浸泡30s。
所述的金属铝箔层的厚度为40微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为40微米。
所述的内层粘结层的材料为改性聚烯烃。
所述的内层粘结层的厚度为3微米。
对比例1
一种普通锂离子电池包装用铝塑膜：从外到内依次包括保护层1、外层粘结层2、金属铝箔层3和热封层4，所述保护层的材料为尼龙PA，所述的金属铝箔层AL是通过钝化液处理过的铝箔，所述热封层的材料为流延聚丙烯CPP。保护层1的内侧与铝箔层3的外侧通过外层粘结剂2干式复合而成，金属铝箔层3的内侧与热封层4的外侧通过热封层4直接流延到铝箔层的内侧热式复合而成。
将所述实施例1、实施例2和对比例1制备的铝塑膜分别进行耐电解液性能测试。
耐电解液测试：将所述铝塑膜分别置于EC：DEC：DMC+LiPF6＝1:1:1+1Mol的电解液中，85℃条件下浸泡24h，3d，5d，7d，15d，30d，取出样品进行CPP层与金属铝箔层的剥离力实验，见表1。
表1耐电解液测试结果(单位：N/15mm)
| 24h | 3d | 5d | 7d | 15d | 30d | |
| 实施例1 | 12.58 | 12.46 | 11.39 | 10.65 | 9.35 | 8.78 |
| 实施例2 | 15.46 | 14.78 | 11.92 | 10.35 | 8.53 | 6.21 |
| 对比例1 | 10.32 | 8.66 | 7.55 | 5.81 | 分层 | 分层 |
软包锂离子电池铝塑膜用PA膜和CPP膜与经过刻蚀处理和钝化处理后的铝箔层AL通过流延热式复合或通过粘结剂干式复合而成的铝塑膜，当电池成型后，铝塑膜内层与电解液长期处于接触浸泡状态，由于经过刻蚀技术处理后的铝箔表面形成均匀微坑，其与CPP层之间形成强有力的机械啮合作用力，极大的降低电解液对CPP层溶胀导致的粘结力下降甚至分层的情况发生，进而降低电池出现漏液和短路的风险，提升锂离子电池的使用寿命，稳定性及使用广泛性。
结果表明：本申请制备铝塑膜具有优良的耐电解液性，在85℃电解液中长期浸泡，剥离力衰减较弱，可以有效的降低电池出现漏液甚至短路等风险，其中热法效果更优。
实施例3
请参见附图1，一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为热法工艺时，从外到内依次包括保护层，外层粘结层，金属铝箔层和热封层；保护层1的内侧通过外层粘结层2与铝箔层3的外侧进行干式复合连接；金属铝箔层的内侧与热封层4的外侧通过热封层共挤流延于金属铝箔层内层表面热法直接复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA。
所述的保护层的厚度为40微米。
所述的外层粘结层的材料为聚氨酯和聚异氰酸酯。
所述的外层粘结层的厚度为10微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，刻蚀处理工艺为：其中刻蚀液为硫酸溶液，刻蚀液的pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。
所述的金属铝箔层的厚度为60微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为80微米。
所述的内层粘结层的材料为改性聚烯烃。
所述的内层粘结层的厚度为10微米。
实施例4
请参见附图1，一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为热法工艺时，从外到内依次包括保护层，外层粘结层，金属铝箔层和热封层；保护层1的内侧通过外层粘结层2与铝箔层3的外侧进行干式复合连接；金属铝箔层的内侧与热封层4的外侧通过热封层共挤流延于金属铝箔层内层表面热法直接复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA。
所述的保护层的厚度为10微米。
所述的外层粘结层的材料为聚氨酯和聚异氰酸酯。
所述的外层粘结层的厚度为6微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，刻蚀处理工艺为：其中刻蚀液为硫酸溶液，刻蚀液的pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。
所述的金属铝箔层的厚度为20微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为30微米。
所述的内层粘结层的材料为改性聚烯烃。
所述的内层粘结层的厚度为6微米。
实施例5
请参见附图2，一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为干法工艺时，从外到内依次包括保护层1，外层粘结层2，金属铝箔层3，热封层4，内层粘结层6；保护层1的内侧通过外层粘结层2与铝箔层3的外侧进行干式复合连接；铝箔层3内侧通过内层粘结层6与热封层4外侧经过干式复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA。
所述的保护层的厚度为40微米。
所述的外层粘结层的材料为聚酰亚胺树脂。
所述的外层粘结层的厚度为10微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，刻蚀处理工艺为：其中刻蚀液为硫酸溶液，刻蚀液的pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。
所述的金属铝箔层的厚度为60微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为80微米。
所述的内层粘结层的材料为环氧树脂。
所述的内层粘结层的厚度为10微米。
实施例6
请参见附图2，一种软包锂离子电池用铝塑膜，铝塑膜中的金属铝箔层具有微米级凹凸型表面，具体的是在铝箔层表面通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状。
一种软包锂离子电池用铝塑膜，制备方法为干法工艺时，从外到内依次包括保护层1，外层粘结层2，金属铝箔层3，热封层4，内层粘结层6；保护层1的内侧通过外层粘结层2与铝箔层3的外侧进行干式复合连接；铝箔层3内侧通过内层粘结层6与热封层4外侧经过干式复合连接。
所述的保护层的材料为尼龙PA。
所述的保护层的厚度为10微米。
所述的外层粘结层的材料为聚酰亚胺树脂。
所述的外层粘结层的厚度为6微米。
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，刻蚀处理工艺为：其中刻蚀液为硫酸溶液，刻蚀液的pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s。
所述的金属铝箔层的厚度为20微米。
所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
所述的热封层的厚度为30微米。
所述的内层粘结层的材料为环氧树脂。
所述的内层粘结层的厚度为6微米。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种软包锂离子电池用铝塑膜，其特征在于，其制备方法为热法工艺，且从外到内依次由保护层，外层粘结层，金属铝箔层和热封层所组成；所述保护层的内侧通过外层粘结层与铝箔层的外侧进行干式复合连接；所述金属铝箔层的内侧与热封层的外侧通过热封层共挤流延于金属铝箔层内层表面热法直接复合连接；
所述的金属铝箔层是通过刻蚀处理和钝化处理过的铝箔，其中刻蚀液为盐酸溶液，刻蚀处理工艺为：刻蚀液的pH为1～3，刻蚀条件为20～50℃下浸泡处理20～60s；
所述金属铝箔层表面具有通过刻蚀技术形成的微米级凹凸形状，所述的热封层的材料为流延聚丙烯CPP。
2.如权利要求1所述的软包锂离子电池用铝塑膜，其特征在于，所述的保护层的材料为尼龙PA，PET中的一种或者几种组合；所述的保护层的厚度为10～40微米。
3.如权利要求1所述的软包锂离子电池用铝塑膜，其特征在于，所述的外层粘结层的材料为聚氨酯、聚异氰酸酯、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸酯、有机氟树脂中的一种或者几种组合；所述的外层粘结层的厚度为3～10微米。
4.如权利要求1所述的软包锂离子电池用铝塑膜，其特征在于，所述的金属铝箔层的厚度为20～60微米。
5.如权利要求1所述的软包锂离子电池用铝塑膜，其特征在于，所述的热封层的厚度为30～80微米。
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