CN110749544A - 一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法,其步骤一、配制胶水,在已经复合好尼龙和流延聚丙烯的成品铝塑膜的尼龙面用配制好的内胶进行涂覆并熟化,在内胶涂层表面滴电解液,以小时为单位观察出现腐蚀的情况;步骤二、配制胶水,用于流延聚丙烯薄膜和铝箔的复合,然后对铝塑膜的CPP面进行剥离强度的测试;步骤三、将铝塑膜进行热封,对热封后的铝塑膜进行热封部位的剥离强度测试;步骤四、按滴电解液出现腐蚀情况的时间从短到长、成品铝塑膜的CPP面剥离强度从小到大、热封强度从小到大的主次顺序依次选择铝塑膜内胶。本发明提供的是一种操作方便、可行性强,可快速、定量地选择出性能优良的铝塑膜内胶以作为锂电池包装材料的锂电池铝塑膜内胶选择方法。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域,尤其是涉及一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法。
背景技术
目前软包锂电池铝塑膜主要由热塑性树脂膜层、内胶层、铝箔、外胶层、耐热性树脂膜构成。
锂电池的使用过程是一个不断充放电过程,且电池内的电解液是由多种有机溶剂和遇水分能够迅速产生强腐蚀性氢氟酸的锂盐组成,会破坏铝塑膜中复合层的粘结效果,改变电解液中各组分的浓度,从而影响电池的性能。而强腐蚀性氢氟酸的存在会腐蚀铝塑膜表面的铝箔,进而把铝箔腐蚀穿孔,从而破坏整个包装,因此需要铝塑膜的CPP和内胶层具有抵制其内部电解液对它的溶胀、溶解、渗透、吸收及电化学反应的高性能,而且铝塑膜在高温和压力作用热封时,铝箔全靠内胶和流延聚丙烯薄膜(CPP)进行粘接,所以内胶的好坏直接影响到锂电池的使用寿命。
因此选择用于锂电池外包装且选择性能优良的铝塑膜内胶对锂电池使用寿命具有决定性作用,而不同厂家铝塑膜内胶的合成工艺和配制方法均不同,使得不同厂家生产的铝塑膜内胶具有不同的性能。
目前对于铝塑膜内胶的选择通常是根据对铝塑膜内胶的一些表观和测试判断,比如有无损伤、小洞、污点、异物、气泡及皱纹、复合剥离强度、热封剥离强度、耐7天水煮、85℃恒温恒湿,涂层是否均匀,厚度是否合理等,该选择方法是通过表观和长时间测试结合地选择铝塑膜,而不能在实验初期快速的筛选出合适的铝塑膜内胶。
因此如何定量、系统且快速地选择出性能优良的铝塑膜内胶以作为锂电池包装材料,成为了锂电池铝塑膜厂家一项新的技术挑战。
发明内容
本发明是为了克服现有铝塑膜内胶选择技术选择性单一,测试时间长,无法在初期进行快速地选择性能优良的铝塑膜内胶以作为锂电池包装材料的不足,提供了一种锂电池铝塑膜内胶选择方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法,包括以下步骤:
步骤一、对不同厂家的铝塑膜内胶根据各自产品指导书配制成胶水,在已经复合好尼龙和流延聚丙烯的成品铝塑膜的尼龙面用配制好的内胶进行涂覆并熟化,在内胶涂层表面滴电解液,以小时为单位观察出现腐蚀的情况;
步骤二、将不同厂家的内胶根据产品指导书配制成胶水,用于流延聚丙烯薄膜和铝箔的复合,然后对铝塑膜的CPP面进行剥离强度的测试;
步骤三、将不同厂家的内胶制成的铝塑膜进行热封,对热封后的铝塑膜进行热封部位的剥离强度测试;
步骤四、铝塑膜内胶的选择:按滴电解液出现腐蚀情况的时间从短到长、成品铝塑膜的CPP面剥离强度从小到大、热封强度从小到大的主次顺序依次选择铝塑膜内胶以作为锂电池包装材料。
步骤一中所述内胶的涂覆量为2~3克/平方米,涂覆好的铝塑膜放入85℃烤箱熟化30分钟。
步骤二中所述内胶涂布在铝箔上,在60~150℃干燥1~5min,CPP和内胶面的复合温度80~120℃,然后在80℃下熟化2~5天。
步骤三中热封温度180℃,热封时间3~5S,热封压力范围0.4~0.6Mpa。
所述的电解液中的溶质为LiBF4、LiPF6或LiAsF6,溶剂为乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或任意几种。
步骤一或步骤四中滴电解液出现腐蚀情况的时间不低于6小时,成品铝塑膜的CPP面剥离强度≥7N/15mm,热封强度≥40N/15mm。
本发明的有益效果是:
本发明通过单因素试验确定不同厂家铝塑膜内胶的优劣,从成品膜PA面内胶涂覆层滴电解液出现腐蚀的时间长短比较出耐电解液腐蚀性的强弱,从CPP和铝箔之间的剥离强度大小比较出内胶的粘接性优劣,从热封部位的剥离强度大小比较热封效果的优劣,然后比较出三种测试项目综合最优的内胶。
本发明提供的是一种操作方便、可行性强,可快速、定量地选择出性能优良的铝塑膜内胶以作为锂电池包装材料的锂电池铝塑膜内胶选择方法。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明:
本发明一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法,包括以下步骤:
一.将不同厂家的铝塑膜内胶根据各自产品指导书配制成胶水,在已经复合好尼龙和流延聚丙烯的成品铝塑膜的尼龙(PA)面用配制好的内胶进行涂覆,涂覆好的铝塑膜放入烤箱熟化,取出放凉后在涂层表面滴电解液,以小时为单位观察出现腐蚀的情况;
二.将不同厂家的内胶根据产品指导书配制成胶水,用于流延聚丙烯薄膜(CPP)和铝箔的复合,然后对铝塑膜的CPP面用电子拉力机进行剥离强度的测试;
三.将不同厂家的内胶制成的铝塑膜进行热封,对热封后的铝塑膜用电子拉力机进行热封部位的剥离强度测试;
四.铝塑膜内胶的选择:成品膜PA面内胶涂覆层滴电解液出现腐蚀的时间越久耐电解液腐蚀越好,CPP和铝箔之间的剥离强度越大内胶的粘接效果越好,热封部位的剥离强度越大热封效果越好。
作为优选,步骤四所述的电解液中的溶质为LiBF4、LiPF6或LiAsF6,溶剂为乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或任意几种。这里所述的电解液为本技术领域中常用的由溶剂和溶质组成的锂离子电池电解液,溶质为锂盐,优选LiBF4、LiPF6或LiAsF6,溶剂为环状碳酸酯、链状碳酸酯或由环状酸酯、链状碳酸酯组成的混合溶剂,优选乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或任意几种。
作为优选,步骤二中所述的内胶涂布在铝箔上,在60~150℃干燥1~5min,CPP和内胶面的复合温度80~120℃,然后在80℃下熟化2~5天。
作为优选,步骤三中所述的热封温度180℃,热封时间3~5S,热封压力范围0.4~0.6Mpa。
作为锂电池铝塑膜内胶快速选择方法的选择条件,滴电解液出现腐蚀情况的时间不低于6小时,成品铝塑膜的CPP面剥离强度≥7N/15mm,热封强度≥40N/15mm。
在本发明中,所有的设备及原料均可从市场购得或是本行业常用的。
实施例
选择日本三井XP11B、三井PP-6260、日本尤尼吉可YA-4015AJ、日本东洋纺PMA-KE不同厂家的四种牌号铝塑膜内胶,根据各自产品说明书配制成胶水,然后分别涂布在88um成品锂电池铝塑膜的尼龙(PA)面,PA面采用厦门长塑实业的OA1厚度15um的尼龙膜,内胶干膜涂布量为2~3克/平方米,涂好后85℃熟化30min,取出冷透再在涂层表面滴电解液[碳酸乙烯酯(EC)∶碳酸二乙酯(DEC)∶碳酸二甲酯(DMC)=1∶1∶1的1mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的有机物溶液]0.5ml,以小时为单位观察出现腐蚀情况的时间,得到铝塑膜内胶耐电解液腐蚀时间试验结果如表1所示。
表1
将以上四种牌号胶水用于CPP和铝箔的复合,CPP采用日本冈本株式会社销售的30微米厚ET20流延聚丙烯薄膜,铝箔采用已钝化日本东洋铝业的35微米厚的0态软质铝箔,内胶涂覆在铝箔层上,内胶干膜涂布量为2-3克/平方米,在100℃干燥1min,然后将CPP和内胶面进行复合,复合温度90℃,然后在80℃下熟化2天,剪切样品宽度15mm长度150mm,然后用电子拉力机进行剥离强度测试,剥离铝箔层和CPP层,剥离速度为200mm/min,得到铝塑膜内胶剥离强度试验结果如表2所示。
表2
再将以上四种牌号胶水制得的铝塑膜CPP面进行对折热封,热封温度180℃,热封时间3S,热封压力0.4Mpa,热封冷却30min后用电子拉力机进行热封剥离强度测试,剪切样品宽度15mm长度150mm,剥离铝箔层和CPP层,剥离速度均为200mm/min,得到铝塑膜内胶热封剥离强度试验结果如表3所。
表3
从表1表2和表3可以看出,作为选择条件:滴电解液出现腐蚀情况的时间不低于6小时,成品铝塑膜的CPP面剥离强度≥7N/15mm,热封强度≥40N/15mm。在四个铝塑膜不同厂家的内胶中日本东洋纺PMA-KE的性能最好,日本三井XP11B和日本尤尼吉可YA-4015AJ都满足优选的基本条件,因此上述四种铝塑膜内胶,最优选日本东洋纺PMA-KE以作为锂电池铝塑膜内胶,较优选日本三井XP11B以作为锂电池铝塑膜内胶,优选日本尤尼吉可YA-4015AJ以作为锂电池铝塑膜内胶,日本三井PP-6260则不能作为锂电池铝塑膜内胶。
在本发明技术范围内所有实施方案均与上述实施例类似,故不再赘述,本发明的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明,应当理解,对本发明所做的任形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
Claims (6)
1.一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、对不同厂家的铝塑膜内胶根据各自产品指导书配制成胶水,在已经复合好尼龙和流延聚丙烯的成品铝塑膜的尼龙面用配制好的内胶进行涂覆并熟化,在内胶涂层表面滴电解液,以小时为单位观察出现腐蚀的情况;
步骤二、将不同厂家的内胶根据产品指导书配制成胶水,用于流延聚丙烯薄膜和铝箔的复合,然后对铝塑膜的CPP面进行剥离强度的测试;
步骤三、将不同厂家的内胶制成的铝塑膜进行热封,对热封后的铝塑膜进行热封部位的剥离强度测试;
步骤四、铝塑膜内胶的选择:按滴电解液出现腐蚀情况的时间从短到长、成品铝塑膜的CPP面剥离强度从小到大、热封强度从小到大的主次顺序依次选择铝塑膜内胶以作为锂电池包装材料。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法,其特征在于,步骤一中所述内胶的涂覆量为2~3克/平方米,涂覆好的铝塑膜放入85℃烤箱熟化30分钟。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑膜快速选择方法,其特征在于,步骤二中所述内胶涂布在铝箔上,在60~150℃干燥1~5min,CPP和内胶面的复合温度80~120℃,然后在80℃下熟化2~5天。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑膜快速选择方法,其特征在于,步骤三中热封温度180℃,热封时间3~5S,热封压力范围0.4~0.6Mpa。
5.根据权利要求1所述一种锂电池铝塑膜内胶快速选择方法,其特征在于,所述的电解液中的溶质为LiBF4、LiPF6或LiAsF6,溶剂为乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或任意几种。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑膜快速选择方法,其特征在于,步骤一或步骤四中滴电解液出现腐蚀情况的时间不低于6小时,成品铝塑膜的CPP面剥离强度≥7N/15mm,热封强度≥40N/15mm。
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