CN110048035A - 高阻隔锂电池封口膜及其制备方法以及铝塑复合膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高阻隔锂电池封口膜，包括封口外层和封口内层，封口外层和封口内层之间设置EVOH层；一种及其制备方法，封口外层原料、粘合剂树脂、EVOH层以及封口内层原料，形成一次发泡筒膜、一次扁膜、二次发泡筒膜、二次扁膜最后形成拉伸扁膜；一种铝塑复合膜，包括成型外层、铝箔层以及内封层，所述铝箔层经粘结层与成型外层粘接，所述铝箔层经粘结层与内封层粘接；所述内封层采用上述封口膜。封口膜有效阻隔电解液中的氢氟酸穿透封口膜，从而延长电池的使用寿命。封口膜经两次充气发泡，封口膜成圆形径向扩张，使得封口膜的均匀性更好。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种高阻隔锂电池封口膜，以及该封口膜的制备方法，以及带有该封口膜的铝塑复合膜。
背景技术
铝塑复合膜作为软包锂电池的包装膜，铝塑复合膜的结构大致为：外表的成型外层、中间的铝箔层以及内封层，内封层即封口膜，用来直接包裹锂电池化学原材料(电解液)，电解液的主要成份为氢氟酸(HF)，氢氟酸的穿透力非常强，电池之所以失效的主要原因是电解液中的氢氟酸穿过了内封层，然后与铝箔层之间发生反应形成气体，所以电池比较容易出现鼓包的情况，造成电池失效；因此，要延长电池的使用寿命，首先就要面对解决电解液中氢氟酸渗透的问题，就目前的电池包装膜的结构来看，成型外层、中间的铝箔层以及内封层对氢氟酸的阻击远远不够。
目前行业内，为提升包装膜对氢氟酸的阻击，想到的办法主要集中在铝箔表面进行处理、在铝箔表面增加涂层等，但效果均不理想；
另外，铝塑复合膜作为软包锂电池的包装膜，铝塑复合膜的结构大致为：外表的成型外层、中间的铝箔层以及内封层，内封层即封口膜，用来直接包裹锂电池化学原材料。目前的电池包装膜为确保在冷冲压过程中不会破坏和形成针孔，在铝箔和内封层之间会增加中间层，即铝塑复合膜的结构为：成型外层、铝箔、中间层、内封层的结构；中间层会采用尼龙、聚酯、聚烯烃等材料。
但随之也会带来一个问题，中间层与铝箔和内封层之间，中间层两面分别与铝箔和内封层之间连接的时候，需要采用粘合剂，即，增加了中间层就需要在中间层两面增加相应的粘合剂层；
在软包锂电池用包装膜结构中使用粘合剂，增加了层数，铝塑复合膜在冷成型的过程中会增加剥离的风险，导致电池包装膜漏液和失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高阻隔锂电池封口膜、该封口膜的制备方法、带有该封口膜的铝塑复合膜，解决目前电池包装膜阻隔性能弱的缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高阻隔锂电池封口膜，包括封口外层和封口内层，所述封口外层和封口内层之间设置EVOH层。
进一步的，所述EVOH层与封口外层之间设置粘合剂树脂层，所述EVOH层与封口内层之间设置粘合剂树脂层。
进一步的，所述封口外层包括至少一层尼龙(PA)或聚酯(PET)或聚丙烯(PP)；
所述封口内层包括至少一层聚丙烯(PP)。
进一步的，所述EVOH层用PVDC层替换。
一种高阻隔锂电池封口膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、封口外层原料、粘合剂树脂、EVOH层以及封口内层原料，经多层共挤模头挤出形成筒膜，使封口膜完成一次发泡；一次发泡筒膜由外至内依次为封口外层、粘合剂树脂层、EVOH层、粘合剂树脂层、以及封口内层；
S2、对一次发泡筒膜进行冷却，冷却之后的一次发泡膜经夹棍后形成一次扁膜；此时，扁膜包含二层封口膜；
S3、一次扁膜经过预热处理之后，对一次扁膜内进行再次吹气，使一次扁膜进行二次发泡，将一次扁膜吹胀形成二次发泡筒膜；
S4、二次发泡筒膜再次经过夹棍形成二次扁膜；
S5、二次扁膜进行热定型拉伸，形成拉伸扁膜；
S6、对拉伸扁膜两侧进行切边、收卷，得到成品封口膜。
进一步的，所述二次发泡筒膜的面积为一次发泡筒膜面积的10-12倍；
所述拉伸扁膜的面积为二次发泡筒膜面积的3-10倍。
一种铝塑复合膜，包括成型外层、铝箔层以及内封层，所述铝箔层经粘结层与成型外层粘接，所述铝箔层经粘结层与内封层粘接；所述内封层采用上述的封口膜。
本发明的有益效果是：
1、通过在封口膜中增加EVOH层，依靠EVOH的材料特性，能有效阻隔电解液中的氢氟酸穿透封口膜，延长电解液变质时间，从而延长电池的使用寿命。
2、EVOH层与封口内层之间设置粘合剂树脂，可以有效提升EVOH层与封口内层之间的粘合力，防止封口膜在铝塑复合膜冷压成型中出现剥离的问题。
3、封口膜中增加了封口外层，改变传统封口膜(内层膜)的结构，依靠粘合剂树脂在封口内层膜上连接了封口外层，铝塑复合膜在使用了这种内层膜之后，封口外层作为整个铝塑复合膜的中间层存在，这时候的封口外层只需要在一面涂刷粘合剂与铝箔之间粘接，避免了以往中间层需要两面涂刷粘结剂从而增加整个铝塑复合膜中粘结剂层数，通过减少粘结剂层数，有效保护铝塑复合膜在冷冲压成型过程中，铝箔不会形成针孔等缺陷，降低剥离的风险，有效的保护铝箔，提高冷冲压成型深度。
2、封口膜采用新的制备方法制得，使得封口膜具有这些优点：封口膜经两次充气发泡，封口膜成圆形径向扩张，使得封口膜的均匀性更好；
封口膜的纵横向取向更加均匀；
封口膜的拉伸、穿刺强度更高。
制备的封口膜层数可以≥5层，相比传统的流延成型，可以获得更多的层数。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明封口膜简图；
图2是第一种封口膜示意图；
图3是第二种封口膜示意图；
图4是铝塑复合膜示意图；
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种高阻隔锂电池封口膜，包括封口外层和封口内层，封口外层和封口内层之间设置EVOH层。EVOH层与封口外层之间设置粘合剂树脂层，EVOH层与封口内层之间设置粘合剂树脂层。
封口外层采用层尼龙(PA)或聚酯(PET)或聚丙烯(PP)；封口内层采用聚丙烯(PP)。封口外层和封口内层的数量根据实际情况来选择。
如图2所示，封口外层采用层尼龙(PA)，封口内层采用聚丙烯(PP)；
如图3所示，封口外层采用层聚酯(PET)，封口内层采用聚丙烯(PP)；
EVOH是聚乙烯-乙烯醇的共聚物，是结晶度的材料；含有大量的氢介，形成范德华力，密度高达到1.17kg/m3，阻隔气体的能力非常强，能阻击小分子的渗透能力也很强，正是这些原理，电解液中的氢氟酸在渗透过程中会被EVOH中的氢介所吸引，能阻击较多的氢氟酸穿透；
具有EVOH相类似特征的材料还包括PVDC，通过内封口膜中设置PVDC层，也同样能阻击电解液中的氢氟酸。
EVOH层与封口内层之间通过粘合剂树脂层来实现连接，连接强度非常高，不易剥离。
封口膜的具体制备方法如下，包括以下步骤：
S1、封口外层原料、粘合剂树脂、EVOH层以及封口内层原料，经多层共挤模头挤出形成筒膜，使封口膜完成一次发泡；一次发泡筒膜由外至内依次为封口外层、粘合剂树脂层、EVOH层、粘合剂树脂层、以及封口内层；
S2、对一次发泡筒膜进行冷却，冷却之后的一次发泡膜经夹棍后形成一次扁膜；此时，扁膜包含二层封口膜；
S3、一次扁膜经过预热处理之后，对一次扁膜内进行再次吹气，使一次扁膜进行二次发泡，将一次扁膜吹胀形成二次发泡筒膜；
S4、二次发泡筒膜再次经过夹棍形成二次扁膜；
S5、二次扁膜进行热定型拉伸，形成拉伸扁膜；
S6、对拉伸扁膜两侧进行切边、收卷，得到成品封口膜。
其中，二次发泡筒膜的面积为一次发泡筒膜面积的10-12倍；拉伸扁膜的面积为二次发泡筒膜面积的3-10倍。
封口膜在制备的过程中经过了发泡和拉伸，进行圆形径向均匀扩张，再进行平面拉伸，从封口膜微观结构来看，封口膜内的材料分布更加均匀，封口膜强度高，穿刺强度更高。
如图4所示，一种铝塑复合膜，包括成型外层、铝箔层以及内封层，所述铝箔层经粘结层与成型外层粘接，所述铝箔层经粘结层与内封层粘接；所述内封层采用上述的封口膜。
在封口膜中增加了封口外层，封口外层同样依靠粘合剂树脂层来实现连接，连接强度非常高，也不易出现剥离的问题。封口外层还作为整个铝塑复合膜的中间层存在，由于封口外层的一面已经通过粘合剂树脂经上述制备方法设置在封口膜中，因此，封口外层只需要在另一面涂刷粘合剂来与铝箔连接，相比以往需要在中间层两侧涂刷粘合剂来讲(以前需要刷三层)，现在的铝塑复合膜中省去了一层粘合剂层(现在只需两层)，使铝塑复合膜在冷成型过程中，降低了剥离的风险，避免了电池包装膜的漏液和失效。
本发明的封口膜中通过增加EVOH层，提高封口膜对电解液中氢氟酸的阻隔能力，并且，在封口膜中增加封口外层，并且封口外层和EVOH层直接粘合剂树脂来与封口内层作为一体结构，提升了整个封口膜中各层之间的连接强度，因为，粘合剂树脂跟传统的涂刷粘合剂相比，粘合剂树脂层是通过新的制备方法形成于封口膜中的，封口膜的新的制备方法，使封口膜经过两次发泡和一次拉伸，使封口膜内的材料分布更加均匀，封口膜强度高，穿刺强度更高。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种高阻隔锂电池封口膜，其特征是，包括封口外层和封口内层，所述封口外层和封口内层之间设置EVOH层。
2.根据权利要求1所述的高阻隔锂电池封口膜，其特征是，所述EVOH层与封口外层之间设置粘合剂树脂层，所述EVOH层与封口内层之间设置粘合剂树脂层。
3.根据权利要求1或2所述的高阻隔锂电池封口膜，其特征是，所述封口外层包括至少一层尼龙(PA)或聚酯(PET)或聚丙烯(PP)；
所述封口内层包括至少一层聚丙烯(PP)。
4.根据权利要求1所述的高阻隔锂电池封口膜，其特征是，所述EVOH层用PVDC层替换。
5.一种高阻隔锂电池封口膜的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
S1、封口外层原料、粘合剂树脂、EVOH层以及封口内层原料，经多层共挤模头挤出形成筒膜，使封口膜完成一次发泡；一次发泡筒膜由外至内依次为封口外层、粘合剂树脂层、EVOH层、粘合剂树脂层、以及封口内层；
S2、对一次发泡筒膜进行冷却，冷却之后的一次发泡膜经夹棍后形成一次扁膜；此时，扁膜包含二层封口膜；
S3、一次扁膜经过预热处理之后，对一次扁膜内进行再次吹气，使一次扁膜进行二次发泡，将一次扁膜吹胀形成二次发泡筒膜；
S4、二次发泡筒膜再次经过夹棍形成二次扁膜；
S5、二次扁膜进行热定型拉伸，形成拉伸扁膜；
S6、对拉伸扁膜两侧进行切边、收卷，得到成品封口膜。
6.根据权利要求5所述的高阻隔锂电池封口膜的制备方法，其特征是，所述二次发泡筒膜的面积为一次发泡筒膜面积的10-12倍；
所述拉伸扁膜的面积为二次发泡筒膜面积的3-10倍。
7.一种铝塑复合膜，其特征是，包括成型外层、铝箔层以及内封层，所述铝箔层经粘结层与成型外层粘接，所述铝箔层经粘结层与内封层粘接；所述内封层采用权利要求1-4中任意一项所述的封口膜。
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