CN112123900A - 一种铝塑膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝塑膜，由外到内依次包括：防护膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层。该铝塑膜具有优异的耐穿刺性和耐电解液腐蚀性，其耐穿刺强度能达到50N以上，其在封装电解液后，80℃条件下放置时间能达到96h以上，不出现分层或者破损现象。
Description
技术领域
本发明属于锂电池包装技术领域，特别涉及一种铝塑膜及其制备方法。
背景技术
软包锂电池因具有安全性能好、容量大、重量轻、内阻小的优势，被广泛应用于消费电子、汽车、军事、医疗、电动工具等行业，而作为软包锂电池外包装的铝塑膜也越来越受到关注，随着软包锂电池行业的快速发展，市场上出现了各种纷杂的铝塑膜产品，但现有的铝塑膜在耐穿刺性和耐电解液腐蚀性上性能一般，不能满足对高性能锂离子电池包装的要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种铝塑膜，该铝塑膜具有优异的耐穿刺性和耐电解液腐蚀性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种铝塑膜，由外到内依次包括：防护膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层。
优选的，所述茂金属聚乙烯膜层与所述聚氨酯膜层的厚度之比为1：(1-1.5)。
进一步优选的，所述茂金属聚乙烯膜层与所述聚氨酯膜层的厚度之比为1：1.2。
优选的，所述茂金属聚乙烯膜层的厚度为5-10μm。
优选的，所述铝箔层的厚度为15-30μm。
进一步优选的，所述铝箔层的厚度为20μm。
优选的，所述防护膜层为聚酰胺膜层。
优选的，所述防护膜层的厚度为25-35μm。
优选的，所述聚丙烯膜层的厚度为40-45μm。
本发明的另一个目的在于提供一种上述铝塑膜的制备方法：
一种如上所述的铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将防护膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜；
(2)将茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜。
优选的，所述步骤(1)中的热压温度为90-180℃，压力为0.5-1.6Mpa，热压速度为0.1-0.5m/min。
优选的，所述步骤(2)中的热压温度为110-230℃，压力为0.8-2.0Mpa,热压速度为0.2-0.5m/min。
优选的，所述步骤(3)中的热压温度为100-200℃，压力为0.7-1.8Mpa,热压速度为0.1-0.3m/min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的铝塑膜中的聚氨酯膜层中的聚氨酯膜及聚丙烯膜层中的聚丙烯膜均具有较强的耐电解液腐蚀性，其能协同增强铝塑膜的耐电解液稳定性，保证内部的电解液不会泄露至铝箔层，将铝箔腐蚀穿孔，破坏整个包装。
(2)本发明的铝塑膜中的茂金属聚乙烯膜层为茂金属聚乙烯膜，其相比普通聚乙烯膜具有韧性强，拉伸强度、抗冲击性能以及耐穿刺性优异的特点，同时配合聚氨酯膜卓越的韧性，可协同增强铝塑膜的耐穿刺性，可有效防止抽真空收聚时，聚合物锂电池芯周边的铜、铝网毛刺刺穿内膜直至铝箔层，避免出现铝箔被腐蚀穿而漏液造成短路，导致电池报废的现象发生。
(3)本发明的铝塑膜具有优异的隔水汽性能，其水汽透过性小于1*10-4g/m2/24h。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例1铝塑膜的示意图。
附图标记：
100.聚酰胺膜层；200.铝箔层；300.茂金属聚乙烯膜层；400.聚氨酯膜层；500.聚丙烯膜层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以下实施例及对比例中出现的茂金属聚乙烯膜均由采购自埃克森美孚公司生产的型号为MLLDPE 2018MB的薄膜树脂制备得到，以下实施例及对比例中出现的聚酰胺膜均由采购自德国巴斯夫集团生产的型号为TG7S的PA6颗粒制备得到。
实施例1：
如图1所示，一种铝塑膜，由外到内依次包括：聚酰胺膜层100、铝箔层200、茂金属聚乙烯膜层300、聚氨酯膜层400及聚丙烯膜层500，其中聚酰胺膜层100的厚度为25μm，铝箔层200的厚度为30μm，茂金属聚乙烯膜层300的厚度为10μm，聚氨酯膜层400的厚度为15μm，聚丙烯膜层500的厚度为45μm。
上述铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜，其中热压温度为90℃，压力为0.5Mpa，热压速度为0.1m/min；
(2)将茂金属聚乙烯膜、聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜，其中热压温度为230℃，压力为2.0Mpa,热压速度为0.5m/min；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜，其中热压温度为100℃，压力为0.7Mpa,热压速度为0.1m/min。
实施例2：
一种铝塑膜，由外到内依次包括：聚酰胺膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层，其中聚酰胺膜层的厚度为35μm，铝箔层的厚度为15μm，茂金属聚乙烯膜层的厚度为5μm，聚氨酯膜层的厚度为5μm，聚丙烯膜层的厚度为40μm。
上述铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜，其中热压温度为180℃，压力为1.6Mpa，热压速度为0.5m/min；
(2)将茂金属聚乙烯膜、聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜，其中热压温度为110℃，压力为0.8Mpa,热压速度为0.2m/min；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜，其中热压温度为200℃，压力为1.8Mpa,热压速度为0.3m/min。
实施例3：
一种铝塑膜，由外到内依次包括：聚酰胺膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层，其中聚酰胺膜层的厚度为30μm，铝箔层的厚度为20μm，茂金属聚乙烯膜层的厚度为10μm，聚氨酯膜层的厚度为12μm，聚丙烯膜层的厚度为40μm。
上述铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜，其中热压温度为110℃，压力为0.9Mpa，热压速度为0.15m/min；
(2)将茂金属聚乙烯膜、聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜，其中热压温度为150℃，压力为1.0Mpa,热压速度为0.3m/min；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜，其中热压温度为120℃，压力为0.9Mpa,热压速度为0.2m/min。
实施例4：
一种铝塑膜，由外到内依次包括：聚酰胺膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层，其中聚酰胺膜层的厚度为30μm，铝箔层的厚度为20μm，茂金属聚乙烯膜层的厚度为9μm，聚氨酯膜层的厚度为8μm，聚丙烯膜层的厚度为40μm。
上述铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜，其中热压温度为110℃，压力为0.9Mpa，热压速度为0.15m/min；
(2)将茂金属聚乙烯膜、聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜，其中热压温度为150℃，压力为1.0Mpa,热压速度为0.3m/min；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜，其中热压温度为120℃，压力为0.9Mpa,热压速度为0.2m/min。
对比例1：
一种铝塑膜，由外到内依次包括：聚酰胺膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层及聚丙烯膜层，其中聚酰胺膜层的厚度为30μm，铝箔层的厚度为20μm，茂金属聚乙烯膜层的厚度为10μm，聚丙烯膜层的厚度为40μm。
上述铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜，其中热压温度为110℃，压力为0.9Mpa，热压速度为0.15m/min；
(2)将茂金属聚乙烯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜，其中热压温度为150℃，压力为1.0Mpa,热压速度为0.3m/min；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜，其中热压温度为120℃，压力为0.9Mpa,热压速度为0.2m/min。
对比例2：
一种铝塑膜，由外到内依次包括：聚酰胺膜层、铝箔层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层，其中聚酰胺膜层的厚度为30μm，铝箔层的厚度为20μm，聚氨酯膜层的厚度为12μm，聚丙烯膜层的厚度为40μm。
上述铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜，其中热压温度为110℃，压力为0.9Mpa，热压速度为0.15m/min；
(2)将聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜，其中热压温度为150℃，压力为1.0Mpa,热压速度为0.3m/min；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜，其中热压温度为120℃，压力为0.9Mpa,热压速度为0.2m/min。
试验例：
分别对实施例1-4及对比例1-2的铝塑膜进行耐电解液腐蚀性测试、耐穿刺强度测试，透水蒸气性性能测试及深冲性能测试。
其中耐穿刺强度测试根据GB/T10004-2008中规定的方法进行测试，水气透过性性能测试根据GB/T 1037-1988中规定的方法进行测试，深冲性能测试根据Q/320507LD001-2016中规定的方法进行测试。
耐电解液腐蚀性测试是将电解液封装至铝塑膜中后，80℃下放置，若放置48h后，铝塑膜没有出现分层或者破损现象，则测试结果为合格；若放置96h后，铝塑膜没有出现分层或者破损现象，则测试结果为良好；若放置120h后，铝塑膜没有出现分层或者破损现象，则测试结果为优秀，测试结果见表1。
表1：实施例1-4及对比例1-2的铝塑膜性能测试结果
由表1可知，本申请的铝塑膜具有优异的耐穿刺性和耐电解液腐蚀性，其耐穿刺强度能达到50N以上，最高能达到61.3N；同时其耐电解液腐蚀性能达到良好，在封装电解液后，80℃条件下放置时间能达到96h以上，不出现分层或者破损现象；本申请的铝塑膜的深冲深度能达到9mm以上，最高能达到9.8mm；此外本发明的铝塑膜具有优异的隔水汽性能，其水汽透过性小于1*10-4g/m2/24h。
对比实施例1-3与实施例4可知，当茂金属聚乙烯膜层与聚氨酯膜层的厚度之比为1：(1-1.5)时，最后制得的铝塑膜具有更好的性能，尤其当茂金属聚乙烯膜层与聚氨酯膜层的厚度之比为1：1.2时，铝塑膜的性能最佳，对比实施例3与对比例1-2可知，茂金属聚乙烯膜层及聚氨酯膜层对铝塑膜的各项性能起到了协同增效的效果，当铝塑膜中同时含有茂金属聚乙烯膜层及聚氨酯膜层时能显著提高铝塑膜的耐电解液腐蚀性、耐穿刺强度及深冲深度，同时能有效降低水汽透过性，保证铝塑膜具有较强的阻隔效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铝塑膜，其特征在于，由外到内依次包括：防护膜层、铝箔层、茂金属聚乙烯膜层、聚氨酯膜层及聚丙烯膜层。
2.根据权利要求1所述的一种铝塑膜，其特征在于：所述茂金属聚乙烯膜层与所述聚氨酯膜层的厚度之比为1：(1-1.5)。
3.根据权利要求2所述的一种铝塑膜，其特征在于：所述茂金属聚乙烯膜层的厚度为5-10μm。
4.根据权利要求1所述的一种铝塑膜，其特征在于：所述铝箔层的厚度为15-30μm。
5.根据权利要求1所述的一种铝塑膜，其特征在于：所述防护膜层为聚酰胺膜层。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种铝塑膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将防护膜与铝箔卷对卷热压形成第一复合膜；
(2)将茂金属聚乙烯膜、聚氨酯膜及聚丙烯膜卷对卷热压形成第二复合膜；
(3)将第一复合膜与第二复合膜卷对卷热压即得到所述铝塑膜。
7.根据权利要求6所述的一种铝塑膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的热压温度为90-180℃，压力为0.5-1.6Mpa，热压速度为0.1-0.5m/min。
8.根据权利要求6所述的一种铝塑膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的热压温度为110-230℃，压力为0.8-2.0Mpa,热压速度为0.2-0.5m/min。
9.根据权利要求6所述的一种铝塑膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的热压温度为100-200℃，压力为0.7-1.8Mpa,热压速度为0.1-0.3m/min。
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