CN109817852A - 一种锂离子电池外包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池外包装材料，其由金属箔和涂覆在所述金属箔两面的聚酰亚胺薄膜组成。本发明中的聚酰亚胺薄膜具有较好的耐高温性，提高了锂离子外包装材料的耐高温性能，金属箔和聚酰亚胺薄膜之间结合紧密，提高了溶液的阻隔性能和防腐性能，延长了该外包装材料的使用寿命，也扩大了其应用范围。本发明还提供了一种锂离子电池外包装材料的制备方法，该方法中金属箔和聚酰亚胺薄膜之间通过物理和化学两种作用力的结合，提高了层与层之间的结合力，也简化了工艺流程。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池外包装材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池在同等容量的前提下，具有体积小、重量轻、容量高和循环寿命长等优点，其广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、电动自行车以及其他大中型电动设备中。由于锂离子电池本身所具有的优异性能和广泛的应用前景，其被誉为二十一世纪的绿色化学能源。
近年来，随着锂离子电池技术及产量的增加，锂离子外包装材料的需求也越来越大，锂离子电池的包装是构成锂离子电池的一个不可或缺的重要组成部分，包装材料的好坏直接影响锂离子电池的成品率。目前市面上的锂离子外包装材料主要由外层尼龙层、粘合剂、中间层铝箔、粘合剂、内层热封层这五层组成；其中，外层尼龙层主要阻止空气中的氧气和水分进入电池内部，并防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用；中间的铝箔层主要进一步阻止空气中的氧气和水分进入，并作为骨架支撑外包装材料的外形；内层热封层主要是保护铝箔层不受电解液的腐蚀作用。一般外层尼龙层主要是聚酰胺纤维层，内层热封层主要是聚丙烯层。然而，聚酰胺和聚丙烯不耐高温，耐温不超过200℃，若要提高锂离子电池的使用效率和使用寿命，必然会造成锂离子电池的使用温度提高，一般的锂离子电池包装材料无法满足；且聚丙烯溶液阻隔性较差，外层使用聚氨酯必须使用粘合剂，将其与铝箔贴合在一起，制备工艺复杂，且成本高；上述问题都会影响锂离子电池的成品率以及电池的稳定性。因此，随着锂离子电池的发展，提供一种性能优异的锂离子电池外包装材料十分关键。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种锂离子电池外包装材料，该外包装材料耐高温、溶液阻隔率高、成本低；本发明另一方面的目的，在于提出一种锂离子电池包装材料的制备方法，该制备方法简单。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种锂离子电池外包装材料，其由金属箔和涂覆在所述金属箔两面的聚酰亚胺薄膜组成。
本发明的技术方案还提供了一种锂离子电池外包装材料的制备方法，包括如下步骤：用红外线加热对两面涂布聚酰亚胺的金属箔进行亚胺化成膜处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、本发明提供的锂离子外包装材料仅由金属箔和两层聚酰亚胺薄膜组成，聚酰亚胺薄膜具有较好的耐高温性，提高了锂离子外包装材料的耐高温性能；金属箔和聚酰亚胺薄膜之间结合紧密，提高了溶液的阻隔性能和防腐性能，延长了该外包装材料的使用寿命，也扩大了其应用范围；
2、本发明提供的锂离子电池外包装材料的制备方法，在聚酰亚胺成膜过程中，使用红外加热的方式，一方面使聚酰亚胺嵌入金属箔表面的孔隙中，两者通过机械咬合结合，另一方面，红外线加热会使金属箔中的金属原子处于激发状态，电子云的分布发生变化，分子间的平衡间距增大，从而提高化学反应活性，且聚酰亚胺在聚合过程中会缩水，在红外线照射下，部分水会电离，使氢氧根离子处于激发状态，在特定温度下，与同样处于激发状态的金属离子发生化学反应，氢氧根离子和金属之间形成化学键，从而使金属箔和聚酰亚胺通过化学键结合；通过物理和化学两种作用力的结合，提高了层与层之间的结合力，与传统的制备方法相比，避免了两层粘合剂的使用，且层与层之间的结合力要远远大于传统的粘贴工艺；
3、本发明提供的锂离子电池外包装材料的制备方法，减少了两个粘结层的使用，简化了工艺流程，且层与层之间的结合力要高于传统制备方法之间的结合力，也进一步提高了该外包装材料的溶液阻隔性，本发明中制得锂离子电池外包装材料的水蒸气透过量<10-4g/m2·d.1atm；氧气透过量<0.1cm3/m2·d.1atm。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了一种锂离子电池外包装材料，其由金属箔和涂覆在金属箔两面的聚酰亚胺薄膜组成。
本发明中，聚酰亚胺的结构式为：
其中，R1和R3是不同结构的四羧酸二酐单体残基，R2和R4是不同结构的二元伯胺单体残基，m和n为大于零的整数。
本发明中，R1为如下两种基团中的一种或两种:
R2为如下三种基团中的至少一种:
R3为如下两种基团中的一种或两种：
R4为如下基团中的至少一种：
本发明中，该聚酰亚胺在分子结构中同时引入了酯键/酰胺、咪唑/噁唑等结构单元，加上合成过程的分部聚合，提高了分子间的相互作用力，使得分子链的排列有序化程度大大提高，从而使该聚酰亚胺薄膜具有较好的耐热性和较低的热膨胀系数。
在本发明的一些优选实施方式中，聚酰亚胺在200～300℃时的热膨胀系数为13～22ppm/k。通过聚酰亚胺的优选，以提高聚酰亚胺薄膜的熔点和稳定性，进而提高其耐高温性和稳定性。
本发明中，金属箔中的金属可以为铝、铜、铁和银等金属，还可以为合金；其中，铝的热膨胀系数为23×10-6/K，铜的热膨胀系数为17.5×10-6/K，铁的热膨胀系数为12.2×10-6/K，银的热膨胀系数为19.5×10-6/K。
在本发明的一些优选实施方式中，金属和聚酰亚胺的热膨胀系数差值大于等于-2，小于等于2；通过两者之间的热膨胀系数差值确定金属箔和聚酰亚胺薄膜，以使金属箔和聚酰亚胺薄膜更好的贴合，防止温度过高或过低使两者发生分离，影响外包装材料的稳定性。
本发明中，金属箔的厚度为30～50um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为20～40um。
本发明的实施例还提供了该锂离子电池外包装材料的制备方法，包括如下步骤：用红外线加热对两面涂布聚酰亚胺的金属箔进行亚胺化成膜处理。
本发明中，红外线为中红外线。
在本发明的一些优选实施方式中，红外线的波长为5～20um，通过优化红外线的波长，以提高激发金属原子的能量，提高金属箔和聚酰亚胺的结合力。
本发明中，亚胺化成膜处理采用梯度升温的方式，具体为：将两面涂布聚酰亚胺的金属箔从室温升至150℃，保持8～12min后，升温至200℃，保持8～12min，再升温至300℃，保持8～12min，升温至400℃，保持18～22min。通过采用梯度升温，使更多的金属原子处于激发状态，进一步提高化学反应活性，增强聚酰亚胺和金属箔之间的结合力。
本发明中，梯度升温的升温速率为8～12℃/min，以使聚酰亚胺中的溶剂均匀的挥发，使聚酰亚胺和金属箔贴合的更加均匀和紧密。
本发明中，还包括对聚酰亚胺进行预处理，具体采用如下方法对聚酰亚胺进行预处理：用稀释剂将聚酰亚胺稀释至粘度为5000～15000mPa·s(25℃)。
本发明中，稀释剂为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)、丙酮和间甲酚中的一种或两种。
本发明中，两面涂布聚酰亚胺的金属箔进行亚胺化成膜后还需要冷却至80℃以下，静置25～35min，以消除外包装材料中的应力。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和对比例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明中的实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为市售购得。
实施例1：
本发明的实施例1提供了一种锂离子电池外包装材料，其包括铜箔和涂覆在铜箔两面的聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺的结构式为：
该锂离子电池外包装材料采用如下方法制备：
(1)将100ml聚酰亚胺和25mlN-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合，搅拌均匀，得到粘度为8500mPa·s(25℃)的聚酰亚胺溶液，将调配好的聚酰亚胺溶液均匀的涂布在洁净的铜箔两面，铜箔厚度为30um；
(2)用波长为10um的红外线加热对步骤(1)中的铜箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的铜箔从室温升至150℃，保持10min后，升温至200℃，保持10min，再升温至300℃，保持10min，升温至400℃，保持20min，整个过程中升温速率均为10℃/min；
(3)将步骤(2)中处理后的铜箔冷却至80℃以下，静置30min消除应力，得到铜塑膜。
本实施例中制得的铜塑膜，铜箔的厚度为30um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为25um；对本实施例中的聚酰亚胺的热性能进行测试，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为383℃，热膨胀系数CTE为16ppm/K(200℃-300℃)，由此说明，本实施例提供的聚酰亚胺具有较好的耐高温性和较低的热膨胀系数。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和铜箔的结合力，两边均为0级；由此说明，聚酰亚胺薄膜和铜箔之间结合的非常紧密，本实施例中制得的铜塑膜的机械性能优异。
将电解液溶液在该铜塑膜制成的外包装材料中放置12天后，没有发现有泄漏或破损等情况，说明本发明提供的铜塑膜具有良好的耐电解液稳定性。
对本实施例中的铜塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为4×10-5g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.07cm3/m2·d.1atm，说明本发明提供的铜塑膜具有很好的阻隔性。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种锂离子电池外包装材料，其包括银箔和涂覆在银箔两面的聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺的结构式为：
该锂离子电池外包装材料采用如下方法制备：
(1)将100ml聚酰亚胺和25mlN-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合，搅拌均匀，得到粘度为8800mPa·s(25℃)的聚酰亚胺溶液，将调配好的聚酰亚胺溶液均匀的涂布在洁净的银箔两面，银箔厚度为35um；
(2)用波长为5um的红外线加热对步骤(1)中的银箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的银箔从室温升至150℃，保持8min后，升温至200℃，保持8min，再升温至300℃，保持8min，升温至400℃，保持18min，整个过程中升温速率均为10℃/min；
(3)将步骤(2)中处理后的银箔冷却至80℃以下，静置30min消除应力，得到银塑膜。
本实施例中制得的银塑膜，银箔的厚度为35um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为20um；对本实施例中的聚酰亚胺的热性能进行测试，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为400℃，热膨胀系数CTE为18ppm/K(200℃～300℃)，由此说明，本实施例提供的聚酰亚胺具有较好的耐高温性和较低的热膨胀系数。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和银箔的结合力，两边均为0级；由此说明，聚酰亚胺薄膜和银箔之间结合的非常紧密，本实施例中制得的银塑膜的机械性能优异。
将电解液溶液在该银塑膜制成的外包装材料中放置12天后，没有发现有泄漏或破损等情况，说明本发明提供的银塑膜具有良好的耐电解液稳定性。
对本实施例中的银塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为5×10-5g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.065cm3/m2·d.1atm，说明本发明提供的银塑膜具有很好的阻隔性。
实施例3：
本发明的实施例3提供了一种锂离子电池外包装材料，其包括铝箔和涂覆在铝箔两面的聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺的结构式为：
该锂离子电池外包装材料采用如下方法制备：
(1)将100ml聚酰亚胺和25ml二甲基乙酰胺(DMAC)混合，搅拌均匀，得到粘度为10400mPa·s(25℃)的聚酰亚胺溶液，将调配好的聚酰亚胺溶液均匀的涂布在洁净的铝箔两面，铝箔厚度为30um；
(2)用波长为12um的红外线加热对步骤(1)中的铝箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的铝箔从室温升至150℃，保持10min后，升温至200℃，保持10min，再升温至300℃，保持10min，升温至400℃，保持20min，整个过程中升温速率均为8℃/min；
(3)将步骤(2)中处理后的铝箔冷却至80℃以下，静置30min消除应力，得到铝塑膜。
本实施例中制得的铝塑膜，铝箔的厚度为30um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为25um；对本实施例中的聚酰亚胺的热性能进行测试，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为408℃，热膨胀系数CTE为21ppm/K(200℃～300℃)，由此说明，本实施例提供的聚酰亚胺具有较好的耐高温性和较低的热膨胀系数。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和铝箔的结合力，两边均为0级；由此说明，聚酰亚胺薄膜和铝箔之间结合的非常紧密，本实施例中制得的铝塑膜的机械性能优异。
将电解液溶液在该铝塑膜制成的外包装材料中放置12天后，没有发现有泄漏或破损等情况，说明本发明提供的铝塑膜具有良好的耐电解液稳定性。
对本实施例中的铝塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为8×10-5g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.08cm3/m2·d.1atm，说明本发明提供的铝塑膜具有很好的阻隔性。
实施例4：
本发明的实施例4提供了一种锂离子电池外包装材料，其包括铝箔和涂覆在铝箔两面的聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺的结构式为：
该锂离子电池外包装材料采用如下方法制备：
(1)将100ml聚酰亚胺和25ml二甲基乙酰胺(DMAC)混合，搅拌均匀，得到粘度为10400mPa·s(25℃)的聚酰亚胺溶液，将调配好的聚酰亚胺溶液均匀的涂布在洁净的铝箔两面，铝箔厚度为40um；
(2)用波长为20um的红外线加热对步骤(1)中的铝箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的金属箔从室温升至150℃，保持12min后，升温至200℃，保持12min，再升温至300℃，保持12min，升温至400℃，保持22min，整个过程中升温速率均为8℃/min；
(3)将步骤(2)中处理后的铝箔冷却至80℃以下，静置30min消除应力，得到铝塑膜。
本实施例中制得的铝塑膜，铝箔的厚度为40um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为35um；对本实施例中的聚酰亚胺的热性能进行测试，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为363℃，热膨胀系数CTE为22ppm/K(200℃～300℃)，由此说明，本实施例提供的聚酰亚胺具有较好的耐高温性和较低的热膨胀系数。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和铝箔的结合力，两边均为0级；由此说明，聚酰亚胺薄膜和铝箔之间结合的非常紧密，本实施例中制得的铝塑膜的机械性能优异。
将电解液溶液在该铝塑膜制成的外包装材料中放置12天后，没有发现有泄漏或破损等情况，说明本发明提供的铝塑膜具有良好的耐电解液稳定性。
对本实施例中的铝塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为2×10-5g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.04cm3/m2·d.1atm，说明本发明提供的铝塑膜具有很好的阻隔性。
实施例5：
本发明的实施例5提供了一种锂离子电池外包装材料，其包括铁箔和涂覆在铁箔两面的聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺的结构式为：
该锂离子电池外包装材料采用如下方法制备：
(1)将100ml聚酰亚胺和25ml丙酮混合，搅拌均匀，得到粘度为11200mPa·s(25℃)的聚酰亚胺溶液，将调配好的聚酰亚胺溶液均匀的涂布在洁净的铁箔两面，铁箔厚度为30um；
(2)用波长为15um的红外线加热对步骤(1)中的铁箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的铁箔从室温升至150℃，保持10min后，升温至200℃，保持10min，再升温至300℃，保持10min，升温至400℃，保持20min，整个过程中升温速率均为12℃/min；
(3)将步骤(2)中处理后的铁箔冷却至80℃以下，静置30min消除应力，得到铁塑膜。
本实施例中制得的铁塑膜，铁箔的厚度为30um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为30um；对本实施例中的聚酰亚胺的热性能进行测试，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为368℃，热膨胀系数CTE为14ppm/K(200℃-300℃)，由此说明，本实施例提供的聚酰亚胺具有较好的耐高温性和较低的热膨胀系数。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和铁箔的结合力，两边均为0级；由此说明，聚酰亚胺薄膜和铁箔之间结合的非常紧密，本实施例中制得的铁塑膜的机械性能优异。
将电解液溶液在该铁塑膜制成的外包装材料中放置12天后，没有发现有泄漏或破损等情况，说明本发明提供的铁塑膜具有良好的耐电解液稳定性。
对本实施例中的铁塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为7×10-5g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.05cm3/m2·d.1atm，说明本发明提供的铁塑膜具有很好的阻隔性。
实施例6：
本发明的实施例6提供了一种锂离子电池外包装材料，其包括铁箔和涂覆在铁箔两面的聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺的结构式为：
该锂离子电池外包装材料采用如下方法制备：
(1)将100ml聚酰亚胺和25ml丙酮混合，搅拌均匀，得到粘度为11200mPa·s(25℃)的聚酰亚胺溶液，将调配好的聚酰亚胺溶液均匀的涂布在洁净的铁箔两面，铁箔厚度为45um；
(2)用波长为18um的红外线加热对步骤(1)中的铁箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的铁箔从室温升至150℃，保持10min后，升温至200℃，保持10min，再升温至300℃，保持10min，升温至400℃，保持20min，整个过程中升温速率均为10℃/min；
(3)将步骤(2)中处理后的铁箔冷却至80℃以下，静置30min消除应力，得到铁塑膜。
本实施例中制得的铁塑膜，铁箔的厚度为45um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为40um；对本实施例中的聚酰亚胺的热性能进行测试，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为420℃，热膨胀系数CTE为13ppm/K(200℃-300℃)，由此说明，本实施例提供的聚酰亚胺具有较好的耐高温性和较低的热膨胀系数。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和铁箔的结合力，两边均为0级；由此说明，聚酰亚胺薄膜和铁箔之间结合的非常紧密，本实施例中制得的铁塑膜的机械性能优异。
将电解液溶液在该铁塑膜制成的外包装材料中放置12天后，没有发现有泄漏或破损等情况，说明本发明提供的铁塑膜具有良好的耐电解液稳定性。
对本实施例中的铁塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为1×10-5g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.02cm3/m2·d.1atm，说明本发明提供的铁塑膜具有很好的阻隔性。
比较例1：
本例中提供的锂离子电池外包装材料与实施例1中的相同，区别在于，本例中用普通烘箱(电热管加热)对铜箔进行亚胺化成膜处理，本例也采用与实施例1相同的梯度升温方式对铜箔进行加热。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺薄膜和铜箔的结合力，两边均为1级；
对本例中的铜塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为8×10-4g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.15cm3/m2·d.1atm。
说明采用普通加热方式，聚酰亚胺薄膜和铜箔之间的结合力稍弱一些。
比较例2：
本例中提供的锂离子电池外包装材料由铝箔和涂覆在铝箔两面的聚酰亚胺薄膜组成，该聚酰亚胺的结构式为：
铝箔的厚度为35um，两层聚酰亚胺薄膜的厚度均为20um，该聚酰亚胺的玻璃化转变温度为400℃，热膨胀系数CTE为18ppm/K(200℃～300℃)
本例中的锂离子外包装材料的制备方法与实施例3中的制备方法相同。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺涂层和铝箔的结合力，两边均为1级；
对本实施例中的铝塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为2×10-3g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.22cm3/m2·d.1atm。
说明当金属箔和聚酰亚胺之间的热膨胀系数差值太大，会影响两者之间的结合力。
比较例3：
本例中提供的锂离子电池外包装材料以及制备该锂离子电池外包装材料的方法与实施例3相同，区别在于，在制备锂离子电池外包装材料时，将两面涂布聚酰亚胺的铝箔直接从室温升至400℃，再冷却至80℃以下，静置30min后即可。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺涂层和铝箔的结合力，两边均为1级；
对本实施例中的铝塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为7×10-4g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.16cm3/m2·d.1atm。
说明采用梯度升温的方式进行亚胺化成膜处理，能提高金属箔和聚酰亚胺之间的结合力。
比较例4：
本例中提供的锂离子电池外包装材料以及制备该锂离子电池外包装材料的方法与实施例3相同，区别在于，在制备锂离子电池外包装材料时，采用如下升温方式对铝箔进行亚胺化成膜处理：先将两面涂布聚酰亚胺的铝箔从室温升至150℃，保持10min后，升温至200℃，保持10min，再升温至300℃，保持10min，升温至350℃，保持20min，整个过程中升温速率均为8℃/min。
根据ISO2409标准采用划格法测试聚酰亚胺涂层和铝箔的结合力，两边均为1级；
对本实施例中的铝塑膜进行阻隔性试验，水蒸汽透过量为3×10-4g/m2·d.1atm；氧气透过量为0.12cm3/m2·d.1atm。
说明当最高加热温度为350℃时，层与层之间的结合力会弱于最高加热温度400℃时的结合力，当加热温度过低，聚酰亚胺覆膜的固化程度不充分，导致机械咬合力和化学结合力偏弱。
比较例5：
对市场上普遍使用的传统的铝塑膜进行测试，聚酰胺(PA)的玻璃化转变温度为156℃，聚丙烯(PP)的玻璃化转变温度为184℃。
由实施例1～6以及比较例5可知，本发明中的聚酰亚胺具有较好的耐热性，将其应用到锂离子电池外包装材料中，能提高锂离子电池的耐高温性能；由实施例1～6以及比较例1～4可知，本发明通过控制金属箔和聚酰亚胺之间的热膨胀系数差值，并结合红外加热以及梯度升温等方式，使金属箔和两层聚酰亚胺薄膜之间通过物理咬合和化学键形成了双重的结合力，大大提高了层与层之间的结合力，与传统的制备方法相比，避免了两层粘合剂的使用，不仅降低了成本，且层与层之间的牢固度要优于传统的粘贴结合工艺，进一步提高了该外包装材料的溶液阻隔性，本发明中制得锂离子电池外包装材料的水蒸气透过量<10- 4g/m2·d.1atm；氧气透过量<0.1cm3/m2·d.1atm。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池外包装材料，其特征在于，其由金属箔和涂覆在所述金属箔两面的聚酰亚胺薄膜组成。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于，聚酰亚胺在200～300℃时的热膨胀系数为13～22ppm/k。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于，所述聚酰亚胺和金属的热膨胀系数差值大于等于-2，小于等于2。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池外包装材料，其特征在于，所述金属箔的厚度为30～50um，两层所述聚酰亚胺薄膜的厚度均为20～40um。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的锂离子电池外包装材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：用红外线加热对两面涂布聚酰亚胺的金属箔进行亚胺化成膜处理。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池外包装材料的制备方法，其特征在于，红外线的波长为5～20um。
7.根据权利要求5所述的锂离子电池外包装材料的制备方法，其特征在于，所述亚胺化成膜处理采用梯度升温的方式，具体步骤如下：将所述两面涂布聚酰亚胺的金属箔从室温升至150℃，保持8～12min后，升温至200℃，保持8～12min后，再升温至300℃，保持8～12min后，升温至400℃，保持18～22min。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池外包装材料的制备方法，其特征在于，所述梯度升温的升温速率为8～12℃/min。
9.根据权利要求5所述的锂离子电池外包装材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括用稀释剂将所述聚酰亚胺稀释至粘度为5000～15000mPa·s。
10.根据权利要求5所述的锂离子电池外包装材料的制备方法，其特征在于，所述两面涂布聚酰亚胺的金属箔进行亚胺化成膜处理后，还需要冷却至80℃以下，静置25～35min。
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