CN110041817A - 爽滑涂布液、铝塑膜和锂离子电池 - Google Patents

爽滑涂布液、铝塑膜和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种爽滑涂布液、铝塑膜和锂离子电池。所述爽滑涂布液包括:二氧化硅颗粒;有机硅树脂,有机硅树脂通过分子间作用力连接在二氧化硅颗粒上;成膜剂和溶剂。由此,作为爽滑剂的有机硅树脂通过分子间作用力连接在二氧化硅颗粒上,借助二氧化硅颗粒在基材表层及内部的非迁移性达到爽滑剂不迁移的目的;当该爽滑涂布液用于铝塑膜表面时,由该爽滑涂布液制备的爽滑涂层不仅可以大大降低铝塑膜表面的摩擦系数,提高铝塑膜的冲深性能;并且还能保证爽滑涂层中爽滑剂的长期稳定性,减少因爽滑剂迁移对铝塑膜内部各层结构间粘接力的影响;同时,由该爽滑涂布液形成的爽滑涂层还对铝塑膜的其他性能无影响,进而保证铝塑膜较佳的使用性能。

Description

爽滑涂布液、铝塑膜和锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体的,涉及爽滑涂布液、铝塑膜和锂离子电池。
背景技术
近年来,在众多型号的锂离子电池中,软包锂离子电池因其高能量密度,可变形性,高安全性等备受青睐。并且随着电动汽车、混合动力汽车、个人计算机、照相机、手机等锂离子电池终端设备对锂离子高容量电池的需求越来越明显,软包锂离子电池在其中的占有比重逐年升高。软包锂离子电池厂家对铝塑膜(也称铝塑膜为软包装膜)的冲深性能越来越关注,目前通常是通过降低铝塑膜表面摩擦系数来提高铝塑膜的冲深性能。
为了降低铝塑膜表面的摩擦系数,最为直接的方法是采用摩擦系数更低的内、外层膜材料来实现,或者在铝塑膜表面增设爽滑涂层。但是低摩擦系数材料和爽滑涂层中含有的爽滑组分一般为可迁移型,长期存放会导致爽滑组份往粘接层迁移,使得膜材料的摩擦系数上升从而降低冲深性能;虽然通过对爽滑组分加入量的优化在一定程度上能保证铝塑膜摩擦系数的热稳定性。但随着铝塑膜的存放时间延长,难以根本解决爽滑成分向粘接层富集造成的内(外)层与金属箔层之间的粘接性恶化的问题。
因此,有必要对铝塑膜中的非迁移型爽滑剂进行深入研究。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种爽滑涂布液,该爽滑涂布液性质稳定,易于制备;由其制备的爽滑涂层中的爽滑剂不可迁移,涂层具有良好的温度稳定性、时间稳定性;或能够提高含有该涂层的铝塑膜的冲深性能。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种爽滑涂布液,所述爽滑涂布液包括:二氧化硅颗粒;有机硅树脂,所述有机硅树脂通过分子间作用力与所述二氧化颗粒连接;成膜剂和溶剂。由此,作为爽滑剂的有机硅树脂通过分子间作用力连接在二氧化硅颗粒上,通过借助二氧化硅颗粒在基材表层及内部的非迁移性达到爽滑剂不迁移的目的;当该爽滑涂布液用于铝塑膜时,由该爽滑涂布液制备的爽滑涂层不仅可以大大降低铝塑膜表面的摩擦系数,提高铝塑膜的冲深性能;而且还能保证爽滑涂层中爽滑剂的长期稳定性(即长时间内爽滑剂不发生迁移),减少因爽滑剂迁移对铝塑膜内部各层结构之间粘接力的负面影响;同时,由本发明的爽滑涂布液形成的爽滑涂层对铝塑膜的其他性能无影响,进而保证铝塑膜较佳的使用性能。
根据本发明的实施例,所述二氧化硅颗粒上含有第一官能团,所述有机硅树脂上具有第二官能团,所述有机硅树脂与所述二氧化硅颗粒的连接是通过所述第一官能团和所述第二官能团发生反应实现的。
根据本发明的实施例,所述第一官能团为有机酸基团,所述二氧化硅颗粒为有机酸改性二氧化硅颗粒,优选地,所述第一官能团为羧基和磺酸基中的至少一种,任选地,所述二氧化硅颗粒的粒径为30纳米~60纳米。
根据本发明的实施例,含有所述第二官能团的所述有机硅树脂为氨基-醚基改性有机硅树脂,其中,所述氨基-醚基改性有机硅树脂的结构式为:其中,R1表示甲基或羟基;R2表示带有伯胺或仲胺的氨烃基团;R3表示含醚基的基侧基;m为200~250的整数,n为30~50的整数,p为80~100的整数。
根据本发明的实施例,所述成膜剂为封闭型异氰酸酯和端氨基聚醚树脂的混合物,其中,所述封闭型异氰酸酯的解封温度为100℃~110℃,所述端氨基聚醚树脂的数均分子量为2000~5000。
根据本发明的实施例,形成所述爽滑涂布液的原料包括:所述二氧化硅颗粒2~5重量份;所述有机硅树脂6~10重量份;所述成膜剂45~70重量份;所述溶剂900~1000重量份。
根据本发明的实施例,基于所述爽滑涂布液的干重量,所述有机酸改性二氧化硅颗粒和所述氨基-醚基改性有机硅树脂反应产物的含量为10wt%~25wt%。
在本发明的另一方面,本发明提供了一种铝塑膜。根据本发明的实施例,所述铝塑膜包括依次层叠设置的爽滑涂层、耐热层、第一粘接胶层、铝箔层、钝化层、第二粘接胶层和热封层,其中,所述爽滑涂层是由前面所述的爽滑涂布液制备得到的。由此,爽滑涂层不仅可以大大降低铝塑膜表面的摩擦系数,提高铝塑膜的冲深性能;而且还可使铝塑膜表面的摩擦系数在较宽的温度范围内均有良好的长期稳定性;进一步的,爽滑涂层中的爽滑剂不会发生迁移,进而保证铝塑膜中各层膜层之间的粘接性能不会发生变化;同时,上述爽滑涂层还不会劣化铝塑膜的其他性能。
根据本发明的实施例,所述爽滑涂层的厚度为300纳米~600纳米。
在本发明的又一方面,本发明提供了一种锂离子电池。根据本发明的实施例,所述锂离子电池包括前面所述的铝塑膜。由此,所述锂离子电池的使用性能佳,使用寿命长,市场竞争力强。
根据本发明的实施例,本发明的技术方案至少具有以下技术效果:
1、爽滑剂有机硅树脂可以借助二氧化硅颗粒的非迁移性达到爽滑剂不迁移的目的,提升铝塑膜的冲深性能;
2、爽滑剂具有长期的稳定性,即在长时间内不会发生迁移,保证铝塑膜中各层膜层之间的粘接性能不会发生变化;
3、爽滑涂布液形成的爽滑涂层不会劣化铝塑膜的其他性能,进而保证铝塑膜的较佳的使用性能;
4、有机酸改性二氧化硅颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂之间的成盐反应稳定性好,在较高温度下不会进一步反应,保证爽滑涂布液及其形成的爽滑涂层在较宽的温度范围内具有长期稳定性;
5、使用上述爽滑涂布液的铝塑膜具有较宽的温度宽容性(温度宽容性是指在较宽的温度范围内,铝塑膜都具有较佳的稳定性和使用性能)和较佳的时间稳定性(时间稳定性是指在较长的时间内,铝塑膜的性能都可保持比较好的稳定性)。
附图说明
图1是本发明一个实施例中铝塑膜的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种爽滑涂布液。根据本发明的实施例,所述爽滑涂布液包括:二氧化硅颗粒;有机硅树脂,所述有机硅树脂通过分子间作用力连接在所述二氧化硅颗粒上;成膜剂和溶剂。由此,作为爽滑剂的有机硅树脂通过分子间作用力连接在二氧化硅颗粒上,通过借助二氧化硅颗粒的在基材表层及内部的非迁移性达到爽滑剂不迁移的目的;当该爽滑涂布液用于铝塑膜时,由该爽滑涂布液制备的爽滑涂层不仅可以大大降低铝塑膜表面的摩擦系数,提高铝塑膜的冲深性能;而且还能保证爽滑涂层中爽滑剂的长期稳定性(即长时间内爽滑剂不发生迁移),减少因爽滑剂迁移对铝塑膜内部各层结构之间粘接力的负面影响;同时,由本发明的爽滑涂布液形成的爽滑涂层对铝塑膜的其他性能无影响,进而保证铝塑膜较佳的使用性能。
根据本发明的实施例,为了提高二氧化硅和有机硅树脂之间的结合力,两者可通过化学键连接在一起,在本发明中,二氧化硅颗粒上含有第一官能团,有机硅树脂上具有第二官能团,有机硅树脂通过分子间作用力与所述二氧化硅颗粒连接是通过第一官能团和第二官能团发生反应实现的。由此,第一官能团和第二官能团之间发生化学反应,以提高两者之间的结合力,进而提高爽滑剂有机硅树脂的不可迁移性。
根据本发明的实施例,为了提高二氧化硅颗粒和有机硅树脂之间的结合力,可以使第一官能团和第二官能团发生成盐反应。在本发明的实施例中,第一官能团为有机酸基团,二氧化硅颗粒为有机酸改性二氧化硅颗粒,含有第二官能团的所述有机硅树脂为氨基-醚基改性有机硅树脂,即第二官能团为氨基和醚基。由此,二氧化硅颗粒上的有机酸和有机硅树脂上的氨基发生成盐反应生成离子对,使得氨基-醚基改性有机硅树脂和有机酸改性二氧化硅纳米颗粒之间具有较大的结合力,通过借助二氧化硅纳米颗粒的非迁移性有效实现爽滑剂不迁移的目的,进而提高爽滑涂布液的稳定性,以及由该爽滑涂布液制备形成的爽滑涂布层的稳定性。
根据本发明的实施例,为了便于提高上述成盐反应的活性和反应效率,第一官能团为羧基和磺酸基中的至少一种,即通过羧基和/或磺酸基对二氧化硅颗粒进行改性,羧基和/或磺酸基与氨基发生成盐反应。如此,可以保证成盐反应的反应效率,使得有机酸改性二氧化硅纳米颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂反应更充分,进而在保证由该爽滑涂布液形成的爽滑涂层具有低摩擦系数的前提下,更好的提高爽滑剂有机硅树脂的不可迁移性。
根据本发明的实施例,为了提高爽滑剂的不可迁移性,二氧化硅颗粒的粒径为30纳米~60纳米,比如30纳米、35纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米或60纳米。由此,爽滑剂的不可迁移性好,且使用时爽滑涂布液中有机酸改性二氧化硅颗粒分散均匀,有利于提高由该爽滑涂布液形成的爽滑涂层的表面摩擦均匀性;若有机酸改性二氧化硅颗粒的粒径过小,则会造成有机酸改性二氧化硅颗粒的团聚,不利于爽滑剂的均匀分散,进而相对影响上述铝塑膜的表面摩擦的均匀性,进而影响铝塑膜的使用性能;若有机酸改性二氧化硅颗粒的粒径过大,则也相对不利于有机酸改性二氧化硅颗粒的均匀分散,造成有机酸改性为氧化颗粒与氨基-醚基改性有机硅树脂反应不充分,继而影响爽滑剂的不可迁移性。
根据本发明的实施例,为了降低由该爽滑涂布液形成的爽滑涂层的摩擦系数,爽滑剂氨基-醚基改性有机硅树脂的结构式为:其中,R1表示甲基或羟基;R2表示带有伯胺或仲胺的氨烃基团;R3表示含醚基的基侧基(即在侧基中含有醚基,其结构式为:-(CH2)a-(CH2-CH2-O)b-H,其中,a为正整数,b为大于1的正整数);二甲基硅氧烷段的量m为200~250(比如200、210、220、230或250)的整数,氨基基团的量n为30~50(比如30、35、40、45或50)的整数,醚基基团的量p为80~100(比如80、85、90、95或100)的整数。由此,爽滑涂布液性质稳定,且能很好地与有机酸改性二氧化硅颗粒发生成盐反应生成离子对,从而既可以降低铝塑膜表面的摩擦系数,也可以抑制爽滑剂迁移;而且,醚键的存在还可调整有机硅树脂的极性,提高有机硅树脂与其他聚合物等物质的相容性。若二甲基硅氧烷段的量m的数值过小,会造成爽滑剂相对难以在铝塑膜表面铺展成具有一定厚度的膜,进而失去爽滑作用,若二甲基硅氧烷段的量m的数值过大,则会使爽滑剂难以溶解在溶剂中,相对影响爽滑效果;若氨基基团的量n过小,成盐反应生成的离子对作用较少,爽滑涂布液以及由爽滑涂布液形成的爽滑涂层的温度稳定性相对较差,若氨基基团的量n太大,同样会造成有机硅极性增大,相对不利于爽滑作用;若醚基基团的量p过小,则会造成有机硅树脂的溶解性降低,相对影响爽滑效果,若醚基基团的量p过大,则会造成有机硅极性增大,也相对不利于爽滑作用。
根据本发明的实施例,为了提高爽滑涂布液的成膜性,所述成膜剂为封闭型异氰酸酯和端氨基聚醚树脂的混合物。由此,可以提高爽滑涂布液的成膜性,将爽滑涂布液牢固地粘结在基材上,提高由该爽滑涂布液形成的爽滑涂层的稳定性和粘结力,进而更好地降低使用该爽滑涂布液的铝塑膜表面的摩擦系数。
在本发明的一些实施例中,封闭型异氰酸酯为低温解封-封闭型异氰酸酯,其解封温度为100℃~110℃,如此,封闭型异氰酸酯可以在低温下解封,便于实施和操作。其中,本发明对封闭型异氰酸酯的具体种类和结构没有限制要求,可以为市售产品,比如江阴摩尔化工新材料有限公司生产的W-7235型号的低温解封-封闭型异氰酸酯。
在本发明的一些实施例中,为了提高爽滑涂布液的成膜性,端氨基聚醚树脂的数均分子量为2000~5000,比如2000、2300、2500、2800、3000、3300、3500、3700、4000、4300、4500、4800或5000。由此,既可以更进一步的提高爽滑涂布液的成膜性以及在基材上的固定作用,还可保证有机酸改性二氧化硅颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂混合均匀;若端氨基聚醚树脂的数均分子量低于2000,则爽滑涂布液的成膜致密性相对不佳;若端氨基聚醚树脂的数均分子量高于5000,则氨基-醚基改性有机硅树脂和成膜组分两相分离明显,相对不利于两者的混合均匀性。其中,本发明对端氨基聚醚树脂的具体种类和结构没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择,比如可以为Jeffamine系列的市售产品,如D-2000、T-3000、D-4000和T-5000中的一种或几种。
根据本发明的实施例,溶剂选自乙酸乙酯、甲基乙基酮和环己烷中的至少一种。由此,材料来源广泛,且可以很好的将氨基-醚基改性有机硅树脂溶解,并与有机酸改性二氧化硅粒子混合均匀,使得成盐反应充分进行,进而提高上述铝塑膜中爽滑剂的不可迁移性,并很好的降低铝塑膜表面的摩擦系数,进而提高铝塑膜的冲深深度。
为了获得性能更佳的爽滑涂布液,本发明实施例中,对爽滑涂布液各组分含量进行了限定,形成爽滑涂布液的原料包括:所述二氧化硅颗粒2~5重量份;所述有机硅树脂6~10重量份;所述成膜剂45~70重量份;所述溶剂900~1000重量份。在一些优选实施例中,形成所述爽滑涂布液的原料包括:所述有机酸改性二氧化硅颗粒2~5重量份;所述氨基-醚基改性有机硅树脂6~10重量份;所述封闭型异氰酸酯5~10重量份;所述端氨基聚醚树脂40~60重量份;所述溶剂900~1000重量份。由此,上述各个组分可以均匀分散,且爽滑剂氨基-醚基改性有机硅树脂和有机酸改性二氧化硅颗粒的浓度适宜,有利于成盐反应的进行,使得使用该爽滑涂布液制备爽滑涂层的铝塑膜表面的摩擦系数较低,且在长时间使用中爽滑剂也不易发生迁移,进而保证铝塑膜较好的冲深性能和各个层结构之间的粘接效果。
根据本发明的实施例,为了更进一步的提高爽滑涂布液的性能,基于爽滑涂布液的干重量,有机酸改性二氧化硅颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂反应产物的含量为10wt%~25wt%,比如10wt%、12wt%、15wt%、18wt%、20wt%、22wt%或25wt%。由此,爽滑涂布液的爽滑性能最佳,制备得到的铝塑膜的表面的摩擦系数较小;若有机酸改性二氧化硅颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂含量过小,则爽滑涂布液达不到相对较佳的爽滑作用;有机酸改性二氧化硅颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂含量过高,则制备得到的爽滑涂层相对比较容易会出现掉粉现象,此处掉粉现象是指爽滑涂层中爽滑剂脱落的现象。
需要说明的是,所述的“干重量”是指将所述爽滑涂布液烘干后的重量,即爽滑涂布液中去除溶剂的重量。
根据本发明的实施例,根据前面所述的配方,爽滑涂布液的制备方法包括:首先混合均匀配方量的溶剂组分,加入有机酸改性二氧化硅颗粒和氨基-醚基改性有机硅树脂,搅拌均匀,并使两者充分反应一定的时间;之后加入配方量的封闭异氰酸酯和端氨基聚醚树脂,搅拌均匀,即可得到爽滑涂布液。由此,将成膜剂在有机酸改性二氧化硅粒子和氨基-醚基改性有机硅树脂反应之后再加入,可以防止异氰酸酯基团与爽滑剂中的氨基反应,以免影响氨基-醚基改性有机硅树脂与有机酸改性二氧化颗粒的反应效率。
在本发明的另一方面,本发明提供了一种铝塑膜。根据本发明的实施例,参照图1,所述铝塑膜包括依次层叠设置的爽滑涂层10、耐热层20、第一粘接胶层30、铝箔层40、钝化层50、第二粘接胶层60和热封层70,其中,所述爽滑涂层是由前面所述的爽滑涂布液制备得到的。由此,爽滑涂层不仅可以大大降低铝塑膜表面的摩擦系数,提高铝塑膜的冲深性能;而且还可使铝塑膜的摩擦系数在较宽的温度范围内均有良好的长期稳定性;进一步的,爽滑涂层中的爽滑剂不会发生迁移,进而保证铝塑膜中各层膜层之间的粘接性能不会发生变化,同时,上述爽滑涂层还不会劣化铝塑膜的其他性能。
根据本发明的实施例,爽滑涂层可由前面所述的爽滑涂布液涂覆形成,其中涂覆的具体方式没有限制要求,只要可以将爽滑涂布液涂布均匀即可。在本发明的一些实施例中,通过凹版涂布的方式涂覆爽滑涂布液。由此,涂布均匀,操作方法简单,易于工业化生产。在涂覆之后,爽滑涂布液在120℃~130℃(比如120℃、122℃、124℃、126℃、128℃或130℃)下干燥10秒~20秒(10秒、12秒、14秒、16秒、18秒或20秒),即可得到爽滑涂层。
根据本发明的实施例,为了保证铝塑膜表面较低的摩擦系数,爽滑涂层的厚度为300纳米~600纳米,比如300纳米、320纳米、340纳米、360纳米、380纳米、400纳米、450纳米、480纳米、500纳米、530纳米、550纳米、580纳米或600纳米。由此,爽滑涂层具有很好的爽滑作用,可以保证塑膜表面较低的摩擦系数,而且上述厚度范围内的爽滑涂层还可以保证爽滑涂层与耐热层之间较佳的粘接力,使其更好的附着在耐热层上;若厚度小于300纳米,则爽滑涂层的爽滑作用相对较差;若厚度大于600纳米,则相对不利于爽滑涂层与耐热层之间的粘接,且不具有经济性。
根据本发明的实施例,耐热层20、第一粘接胶层30、铝箔层40、钝化层50、第二粘接胶层60和热封层70的具体种类或材料以及各层的厚度没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择。在本发明的一些实施例中,铝箔层钝化所用的钝化层的体系为钛、锆盐钝化体系,钝化体系选自于《6063铝合金钛锆系钝化液稳定性研究及钝化工艺优化》一文中的最优配方和工艺参数配制的钛、锆盐钝化液体系,并采用喷淋的方式在经过酸、碱清洗的铝箔双面制备的钛、锆盐钝化层;耐热层为双面电晕尼龙薄膜,厚度12μm~30μm;第一粘接胶层和第二粘接胶层均采用干式复合粘接,第一粘接胶层和第二粘接胶层所用的粘接胶为聚氨酯或柔性环氧树脂胶粘剂,粘接层干厚为3μm~5μm;铝箔层的铝箔为8079-O铝箔,厚度25μm~50μm;热封层为流涎聚丙烯CPP膜,膜厚30μm~80μm,并对其复合面进行臭氧处理。由此,铝塑膜具有优异的使用性能。
在本发明的又一方面,本发明提供了一种锂离子电池。根据本发明的实施例,所述锂离子电池包括前面所述的铝塑膜。由此,所述锂离子电池的使用性能佳,使用寿命长,市场竞争力强。
根据本发明的实施例,上述锂离子电池除了前面所述铝塑膜,还包括常规锂离子电池所必备的常规结构或部件,比如,除了前面所述铝塑膜,所述锂离子电池还包括正极、隔膜、负极、电解液等结构或部件。
实施例
实施例1
1)爽滑涂布液的配制
按照配方量,往900份乙酸乙酯中加入3份粒径为30nm的羧基改性二氧化硅颗粒和8份m/n/p值分别为200/40/100的氨基-醚基改性有机硅树脂,搅拌均匀;之后再加入5份封闭异氰酸酯和20份T3000、30份D4000端氨基聚醚树脂,之后搅拌均匀,即可得到爽滑涂布液。
2)铝塑膜的制备
在25μm厚的8079-O铝箔上制备钛、锆盐钝化层,之后用干法复合机将带有钝化层的铝箔层和17μm厚的双面电晕尼龙膜通过聚氨酯胶粘剂(干厚4μm,形成第一粘接胶层)进行干法复合,之后在铝箔层的另外一面通过酸酐改性聚烯烃树脂(干厚4μm,形成第二粘接胶层)和50μm厚的流涎CPP膜进行干法复合,得到铝塑膜。
3)爽滑涂层的制备
采用凹版辊将上述爽滑涂布液涂覆到上述铝塑膜的外表面,在120℃~130℃条件下干燥10s,得到厚度为400nm的爽滑涂层。
4)铝塑膜膜熟化
将上述带爽滑涂层的铝塑膜放置于熟化房中,在45℃下熟化7天,得到铝塑膜成品。
实施例2
铝塑膜的制备方法的步骤和实施例1一致,其中,制备过程中各个参数参见表1a。
实施例3
铝塑膜的制备方法的步骤和实施例1一致,其中,制备过程中各个参数参见表1a。
实施例4
铝塑膜的制备方法的步骤和实施例1一致,其中,制备过程中各个参数参见表1a。
对比例
对比例1
铝塑膜的制备方法的步骤和实施例1一致,其中,制备过程中各个参数参见表1a。
表1a实施例1-4和对比例1的参数列表
其中,表中“—”表示无,即没有添加该组分。
对比例2
按照表1b中的配方量,将聚酯多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2-甲基咪唑和羟基改性有机硅树脂混合,并搅拌均匀,得到爽滑涂布液。之后,铝塑膜和爽滑涂层的制备步骤以及铝塑膜熟化的工艺均与实施例1一致,其中,制备过程中各个参数参见表1b。需要说明的是,对比例2中,是通过爽滑剂羟基改性有机硅树脂通过和固化剂MDI反应达到不可迁移的目的。
表1b对比例2的参数列表
实施例1-4和对比例1-2中的铝塑膜的性能测试:
1、铝塑膜表面(爽滑涂布层远离铝塑膜的表面)的静摩擦系数随温度和时间变化
将上述各实施例和对比例中的铝塑膜在不同温度下(25℃、45℃、60℃)储存6个月,并在储存后1天、2周、1个月、3个月和6个月分别取样,测量铝塑膜表面的静摩擦系数。采用济南兰光摩擦系数仪器,在200g负荷和100毫米/分钟的摩擦速度下进行测量,根据以下标准记录静摩擦系数,测试结果记录在表2和表3中。
2、耐湿热性能评价
采用东莞铭优自动化设备有限公司的冲壳机,将25℃下存放不同时间的铝塑膜成型为单坑长4.5cm×宽11.5cm,深度为6mm的双坑形状,观察成型品的倒角处是否有针孔、裂痕或发生分层现象。若无,采用东莞铭优自动化设备有限公司的封装机器,进一步将该铝塑膜封装成空芯电池包,一部分电池包注入半袋体积的电解液,封口后置于85℃环境中静置30天,观察电池包是否发生腐蚀、漏液或胀气鼓包现象;一部分电池包至于60℃/90%RH条件下放置30天进行湿热老化处理,观察铝塑膜外表面是否有鼓泡或分层现象出现。根据以下标准记录结果,测试结果记录在表2中。
表2 25℃下各实施例和对比例中的铝塑膜的性能测试结果
备注:表2中各个符号的标识规则为:
摩擦系数:●:小于0.16;◆:大于0.16且小于0.22;◎:大于0.22;
冲深性能:○:表示冲深外观合格,即倒角处无针孔、不破裂和无分层现象;
×:表示冲深不合格,即倒角处有针孔、破裂或分层现象。
耐腐蚀性:△:表示耐腐蚀性合格,即电池包无腐蚀、漏液和胀气鼓包现象;
▽:表示耐腐蚀性不合格,即电池包发生腐蚀、漏液或胀气鼓包现象。
耐湿热性:★:表示湿热老化后尼龙膜无鼓泡或分层现象;
☆:表示湿热老化后尼龙膜鼓泡或分层。
表3 45℃和60℃下各实施例和对比例中的铝塑膜表面的摩擦系数测试结果
备注:摩擦系数●:小于0.16;◆:大于0.16且小于0.22;◎:大于0.22;
对比例1中二氧化硅颗粒的改性基团为羟基,而羟基与氨基并不发生反应,即改性二氧化硅颗粒无法束缚固定爽滑剂氨基-醚基改性有机硅树脂。
从表2中的各实施例和对比例1的铝塑膜表面的摩擦系数、冲深性能和耐湿热性能在常温下经时变化测试结果可以看出,增加了不可迁移型爽滑剂的爽滑涂层后,铝塑膜表面的摩擦系数随时间变化稳定性良好,由此使得铝塑膜的冲深性能长时间内稳定性好,并且不恶化铝塑膜的外层耐湿热老化性能。而且从表3中的各实施例和对比例1中的铝塑膜表面的摩擦系数在高温下的经时间变化测试结果可以看出,该不迁移型爽滑剂的爽滑涂层能使铝塑膜的摩擦系数具有更好的温度宽容度和长期储存稳定性。
从表2和表3中的各实施例和对比例2的铝塑膜性能数据对比来看,本发明的铝塑膜爽滑涂层比对比例2中获得的铝塑膜具有更好的高温稳定性,这主要是由于高温对爽滑剂羟基改性有机硅树脂和固化剂MDI之间的反应产物产生负面影响,进而导致爽滑剂发生迁移,铝塑膜表面的摩擦系数变大。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种爽滑涂布液,其特征在于,包括:二氧化硅颗粒;有机硅树脂,所述有机硅树脂通过分子间作用力与所述二氧化硅颗粒连接;成膜剂;和溶剂。
2.根据权利要求1所述的爽滑涂布液,其特征在于,所述二氧化硅颗粒上含有第一官能团,所述有机硅树脂上含有第二官能团,所述有机硅树脂与所述二氧化硅颗粒的连接是通过所述第一官能团和所述第二官能团发生反应实现的。
3.根据权利要求2所述的爽滑涂布液,其特征在于,所述第一官能团为有机酸基团,所述二氧化硅颗粒为有机酸改性二氧化硅颗粒,
优选地,所述第一官能团为羧基和磺酸基中的至少一种,
任选地,所述二氧化硅颗粒的粒径为30纳米~60纳米。
4.根据权利要求3所述的爽滑涂布液,其特征在于,含有所述第二官能团的所述有机硅树脂为氨基-醚基改性有机硅树脂,其中,所述氨基-醚基改性有机硅树脂的结构式为:
其中,R1表示甲基或羟基;R2表示带有伯胺或仲胺的氨烃基团;R3表示含醚基的侧基;m为200~250的整数,n为30~50的整数,p为80~100的整数。
5.根据权利要求4所述的爽滑涂布液,其特征在于,所述成膜剂为封闭型异氰酸酯和端氨基聚醚树脂的混合物,
其中,所述封闭型异氰酸酯的解封温度为100℃~110℃,所述端氨基聚醚树脂的数均分子量为2000~5000。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的爽滑涂布液,其特征在于,形成所述爽滑涂布液的原料包括:
所述二氧化硅颗粒2~5重量份;
所述有机硅树脂6~10重量份;
所述成膜剂45~70重量份;
所述溶剂900~1000重量份。
7.根据权利要求6所述的爽滑涂布液,其特征在于,基于所述爽滑涂布液的干重量,所述有机酸改性二氧化硅颗粒和所述氨基-醚基改性有机硅树脂反应产物的含量为10wt%~25wt%。
8.一种铝塑膜,其特征在于,包括依次层叠设置的爽滑涂层、耐热层、第一粘接胶层、铝箔层、钝化层、第二粘接胶层和热封层,其中,所述爽滑涂层是由权利要求1~7中任一项所述的爽滑涂布液制备得到的。
9.根据权利要求8所述的铝塑膜,其特征在于,所述爽滑涂层的厚度为300纳米~600纳米。
10.一种锂离子电池,其特征在于,包括权利要求8或9所述的铝塑膜。
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