CN109728207A - 一种环保型锂电池铝塑保护膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池保护膜技术领域，具体为一种环保型锂电池铝塑保护膜，包括外膜层，所述外膜层的上端贴覆有一防刮层，所述外膜层的下端贴覆有一耐高温层，所述耐高温层的下端贴覆有一经过处理的金属铝箔层，所述金属铝箔层的下端贴覆有一热封层，本发明提供的环保型锂电池铝塑保护膜，经处理后的金属铝箔层具有非常良好的抗氧化性、抗裂纹敏感性和可锻性，在金属铝箔层经过回火和深冷处理后，冷热交替将金属铝箔层表层的杂质清除，浸泡在混合液中形成一层金属氧化物膜层，使得生产过程更加简便，提高金属铝箔层的耐电解液性能，有效提高材料的阻隔性，有效延长了保护膜的使用寿命，具有突出的实质性特点和显著的进步。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池保护膜技术领域，具体为一种环保型锂电池铝塑保护膜。
背景技术
软包装技术是聚合物锂离子电池这一顶尖的高新技术行业中要解决的三大技术难题之一，它被放在如此重要的地位，说明该产品有高的技术含量，在设计、制造及其应用上都和普通的复合包装材料在性能上有质的差别。因此，聚合物锂离子电池芯内包装成型材料不仅仅是聚合物锂离子电池的包装问题，而且是构成聚合物锂离子电池的一个不可缺少的重要组成部分。目前应用于软包装锂离子电池的铝塑膜包材主要由日方提供，复合方式一般为干式复合或者挤出复合。并且现有技术大多需要使用类似强酸等对金属箔层进行氧化、钝化等化学处理，该化学处理过程本身，以及之后的水洗过程不仅工艺复杂，操作难度大，还会产生大量的废气、废水等排放，对环境保护极为不利。为此，我们提出一种环保型锂电池保护膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型锂电池铝塑保护膜，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环保型锂电池铝塑保护膜，包括外膜层，外膜层的厚度为15-25μm，所述外膜层的上端贴覆有一防刮层，防刮层的厚度为8-12μm，所述外膜层的下端贴覆有一耐高温层，耐高温层的厚度为10-15μm，所述耐高温层的下端贴覆有一经过处理的金属铝箔层，金属铝箔层的厚度为35-55μm，所述金属铝箔层的下端贴覆有一热封层，热封层的厚度为12-16μm。
优选的，所述外膜层是由聚酰胺与聚丙烯经双向拉伸制造而成，聚酰胺与聚丙烯的重量比为3:2。
优选的，所述耐高温层的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜。
优选的，所述防刮层为UV材料制得的防刮涂层。
优选的，所述热封层为马来酸酐改性聚丙烯或者马来酸酐改性聚乙烯与聚丙烯或者聚乙烯共挤流延制作而成，马来酸酐聚丙烯或者马来酸酐聚乙烯的用量占总质量的45％-55％。
优选的，所述金属铝箔层的处理方法包括如下步骤：
S1、低温回火：将金属铝箔层放置在回火炉中，升温至95-135℃，处理时间为2-5h；
S2、深冷处理：将经过低温回火后的金属铝箔层放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-40～-60℃，冷藏时间为20-60min；
S3、高温回火：将经过深冷处理后的金属铝箔层放入回火炉中，升温至550-650℃，处理时间2-4h；
S4、超深冷处理：将经过高温回火后的金属铝箔层放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-200～-260℃，冷藏时间为30-50min；
S5、金属铝箔层表层金属氧化物膜层制备：将铬盐、酸液和氟化物按照重量比为7:5:2的比例混合制得混合液，将金属铝箔层放置在混合液内浸泡1-3h，形成致密的金属氧化物膜层，金属氧化物膜层的厚度为0.6-0.9μm。
优选的，所述铬盐为重铬酸钾、氧化铬重铬酸钠的两种或两种以上混合而成。
优选的，所述酸液为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或两种混合而成。
优选的，所述氟化物为氟化铵、氟化钠、氟化钾中的一种或两种混合而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的环保型锂电池铝塑保护膜，经处理后的金属铝箔层具有非常良好的抗氧化性、抗裂纹敏感性和可锻性，在金属铝箔层经过回火和深冷处理后，冷热交替将金属铝箔层表层的杂质清除，浸泡在混合液中形成一层金属氧化物膜层，减小在混合液中产生气体的可能性，节能环保，使得生产过程更加简便，提高金属铝箔层的耐电解液性能，有效提高材料的阻隔性，有效延长了保护膜的使用寿命，通过设置防刮层，提高了保护膜的防刮能力，增加保护膜的使用寿命，热封层具有良好的自热封及与极耳热封性能，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明金属铝箔层立体结构示意图。
图中：防刮层1、外膜层2、耐高温层3、金属铝箔层4、热封层5。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供如下技术方案：
实施例1
一种环保型锂电池铝塑保护膜，包括外膜层2，外膜层2的厚度为15μm，所述外膜层2的上端贴覆有一防刮层1，防刮层1的厚度为8μm，所述外膜层2的下端贴覆有一耐高温层3，耐高温层3的厚度为10μm，所述耐高温层3的下端贴覆有一经过处理的金属铝箔层4，金属铝箔层4的厚度为35μm，所述金属铝箔层4的下端贴覆有一热封层5，热封层5的厚度为12μm。
外膜层2是由聚酰胺与聚丙烯经双向拉伸制造而成，聚酰胺与聚丙烯的重量比为3:2；耐高温层3的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜；防刮层1为UV材料制得的防刮涂层；热封层5为马来酸酐改性聚丙烯或者马来酸酐改性聚乙烯与聚丙烯或者聚乙烯共挤流延制作而成，马来酸酐聚丙烯或者马来酸酐聚乙烯的用量占总质量的45％。
金属铝箔层4的处理方法包括如下步骤：
S1、低温回火：将金属铝箔层4放置在回火炉中，升温至95℃，处理时间为2h；
S2、深冷处理：将经过低温回火后的金属铝箔层4放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-40℃，冷藏时间为20min；
S3、高温回火：将经过深冷处理后的金属铝箔层4放入回火炉中，升温至550℃，处理时间2h；
S4、超深冷处理：将经过高温回火后的金属铝箔层4放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-200℃，冷藏时间为30min；
S5、金属铝箔层4表层金属氧化物膜层制备：将铬盐、酸液和氟化物按照重量比为7:5:2的比例混合制得混合液，将金属铝箔层4放置在混合液内浸泡1h，形成致密的金属氧化物膜层，金属氧化物膜层的厚度为0.6μm。
铬盐为重铬酸钾、氧化铬重铬酸钠的两种或两种以上混合而成；酸液为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或两种混合而成；氟化物为氟化铵、氟化钠、氟化钾中的一种或两种混合而成。
实施例2
一种环保型锂电池铝塑保护膜，包括外膜层2，外膜层2的厚度为20μm，所述外膜层2的上端贴覆有一防刮层1，防刮层1的厚度为10μm，所述外膜层2的下端贴覆有一耐高温层3，耐高温层3的厚度为12μm，所述耐高温层3的下端贴覆有一经过处理的金属铝箔层4，金属铝箔层4的厚度为45μm，所述金属铝箔层4的下端贴覆有一热封层5，热封层5的厚度为14μm。
外膜层2是由聚酰胺与聚丙烯经双向拉伸制造而成，聚酰胺与聚丙烯的重量比为3:2；耐高温层3的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜；防刮层1为UV材料制得的防刮涂层；热封层5为马来酸酐改性聚丙烯或者马来酸酐改性聚乙烯与聚丙烯或者聚乙烯共挤流延制作而成，马来酸酐聚丙烯或者马来酸酐聚乙烯的用量占总质量的50％。
金属铝箔层4的处理方法包括如下步骤：
S1、低温回火：将金属铝箔层4放置在回火炉中，升温至115℃，处理时间为3.5h；
S2、深冷处理：将经过低温回火后的金属铝箔层4放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-50℃，冷藏时间为40min；
S3、高温回火：将经过深冷处理后的金属铝箔层4放入回火炉中，升温至600℃，处理时间3h；
S4、超深冷处理：将经过高温回火后的金属铝箔层4放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-230℃，冷藏时间为40min；
S5、金属铝箔层4表层金属氧化物膜层制备：将铬盐、酸液和氟化物按照重量比为7:5:2的比例混合制得混合液，将金属铝箔层4放置在混合液内浸泡2h，形成致密的金属氧化物膜层，金属氧化物膜层的厚度为0.8μm。
铬盐为重铬酸钾、氧化铬重铬酸钠的两种或两种以上混合而成；酸液为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或两种混合而成；氟化物为氟化铵、氟化钠、氟化钾中的一种或两种混合而成。
实施例3
一种环保型锂电池铝塑保护膜，包括外膜层2，外膜层2的厚度为25μm，所述外膜层2的上端贴覆有一防刮层1，防刮层1的厚度为12μm，所述外膜层2的下端贴覆有一耐高温层3，耐高温层3的厚度为15μm，所述耐高温层3的下端贴覆有一经过处理的金属铝箔层4，金属铝箔层4的厚度为55μm，所述金属铝箔层4的下端贴覆有一热封层5，热封层5的厚度为16μm。
外膜层2是由聚酰胺与聚丙烯经双向拉伸制造而成，聚酰胺与聚丙烯的重量比为3:2；耐高温层3的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜；防刮层1为UV材料制得的防刮涂层；热封层5为马来酸酐改性聚丙烯或者马来酸酐改性聚乙烯与聚丙烯或者聚乙烯共挤流延制作而成，马来酸酐聚丙烯或者马来酸酐聚乙烯的用量占总质量的55％。
金属铝箔层4的处理方法包括如下步骤：
S1、低温回火：将金属铝箔层4放置在回火炉中，升温至135℃，处理时间为5h；
S2、深冷处理：将经过低温回火后的金属铝箔层4放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-60℃，冷藏时间为60min；
S3、高温回火：将经过深冷处理后的金属铝箔层4放入回火炉中，升温至650℃，处理时间4h；
S4、超深冷处理：将经过高温回火后的金属铝箔层4放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-260℃，冷藏时间为50min；
S5、金属铝箔层4表层金属氧化物膜层制备：将铬盐、酸液和氟化物按照重量比为7:5:2的比例混合制得混合液，将金属铝箔层4放置在混合液内浸泡3h，形成致密的金属氧化物膜层，金属氧化物膜层的厚度为0.9μm。
铬盐为重铬酸钾、氧化铬重铬酸钠的两种或两种以上混合而成；酸液为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或两种混合而成；氟化物为氟化铵、氟化钠、氟化钾中的一种或两种混合而成。
为体现本发明制得的锂电池铝塑保护膜的性能，做出如下实验：
选取市场上不同品牌的两种锂电池铝塑保护膜作为对比例1和对比例2，与本发明实施例1-3制备的环保型锂电池铝塑保护膜进行杯突实验，将各例的样品剪切呈10mm的长条状，得到如下表1所示实验结果：
表1
| 实例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| 杯突值(mm) | 7.92 | 8.85 | 7.64 | 4.51 | 3.16 |
从杯突实验的数据可得，本发明的实施例2制得的铝塑保护膜具有有益的冷冲压成型性能。
将实施例1-3与对比例1-2放置在相同浓度的电解液中浸泡10天，对实施例和对比例进行粘结力测试，得到如下表2所示实验结果：
表2
根据表2测试对比结果，本发明提供的实施例1-3相对于对比例1-2，能够有效的提高抗电解液腐蚀效果，并提高粘接效果。
本发明提供的环保型锂电池铝塑保护膜，经处理后的金属铝箔层4具有非常良好的抗氧化性、抗裂纹敏感性和可锻性，在金属铝箔层4经过回火和深冷处理后，冷热交替将金属铝箔层4表层的杂质清除，冷压成型性能佳，浸泡在混合液中形成一层金属氧化物膜层，减小在混合液中产生气体的可能性，节能环保，使得生产过程更加简便，提高金属铝箔层4的耐电解液性能，有效提高材料的阻隔性，有效延长了保护膜的使用寿命，通过设置防刮层1，提高了保护膜的防刮能力，增加保护膜的使用寿命，热封层5具有良好的自热封及与极耳热封性能，具有突出的实质性特点和显著的进步。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种环保型锂电池铝塑保护膜，包括外膜层(2)，外膜层(2)的厚度为15-25μm，其特征在于：所述外膜层(2)的上端贴覆有一防刮层(1)，防刮层(1)的厚度为8-12μm，所述外膜层(2)的下端贴覆有一耐高温层(3)，耐高温层(3)的厚度为10-15μm，所述耐高温层(3)的下端贴覆有一经过处理的金属铝箔层(4)，金属铝箔层(4)的厚度为35-55μm，所述金属铝箔层(4)的下端贴覆有一热封层(5)，热封层(5)的厚度为12-16μm。
2.根据权利要求1所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述外膜层(2)是由聚酰胺与聚丙烯经双向拉伸制造而成，聚酰胺与聚丙烯的重量比为3:2。
3.根据权利要求1所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述耐高温层(3)的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述防刮层(1)为UV材料制得的防刮涂层。
5.根据权利要求1所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述热封层(5)为马来酸酐改性聚丙烯或者马来酸酐改性聚乙烯与聚丙烯或者聚乙烯共挤流延制作而成，马来酸酐聚丙烯或者马来酸酐聚乙烯的用量占总质量的45％-55％。
6.根据权利要求1所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于，所述金属铝箔层(4)的处理方法包括如下步骤：
S1、低温回火：将金属铝箔层(4)放置在回火炉中，升温至95-135℃，处理时间为2-5h；
S2、深冷处理：将经过低温回火后的金属铝箔层(4)放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-40～-60℃，冷藏时间为20-60min；
S3、高温回火：将经过深冷处理后的金属铝箔层(4)放入回火炉中，升温至550-650℃，处理时间2-4h；
S4、超深冷处理：将经过高温回火后的金属铝箔层(4)放入冷藏箱中，冷藏箱的温度为-200～-260℃，冷藏时间为30-50min；
S5、金属铝箔层(4)表层金属氧化物膜层制备：将铬盐、酸液和氟化物按照重量比为7:5:2的比例混合制得混合液，将金属铝箔层(4)放置在混合液内浸泡1-3h，形成致密的金属氧化物膜层，金属氧化物膜层的厚度为0.6-0.9μm。
7.根据权利要求6所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述铬盐为重铬酸钾、氧化铬重铬酸钠的两种或两种以上混合而成。
8.根据权利要求6所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述酸液为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或两种混合而成。
9.根据权利要求6所述的一种环保型锂电池铝塑保护膜，其特征在于：所述氟化物为氟化铵、氟化钠、氟化钾中的一种或两种混合而成。
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