CN116373397B - 一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，包括由外至内依次设置的保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层；所述第一黏合层和所述第二黏合层的成分相同，均为酚醛系粘合剂；所述酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：65‑85份酚醛树脂、16‑32份丁腈橡胶、7‑15份改性剂、1‑3份分散剂、0.5‑1份消泡剂和20‑30份醋酸乙酯。本发明通过改变粘合剂的成分，从而实现将保护层、封合层和铝箔层三层之间形成紧固的连接，大幅度增强了整体复合膜的强度和各层之间粘结性，也进一步增强了抵抗电解液的腐蚀性。

Description

一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法。
背景技术
随着新能源的产业发展需求，特别是大容量蓄能，大功率放电的市场需求逐渐增加，软包锂动力电池因其安全性、大容量、相对较低的容量衰减速度而逐渐成为市场主流需求之一。软包锂动力电池的封装主要材料是使用铝塑复合膜，铝塑复合膜由外至内包括尼龙、铝箔和聚丙烯膜。在铝塑复合膜的制备过程中，一般包括干法铝塑膜和热法铝塑膜两种制备方法，干法工艺是将铝和聚丙烯用粘合剂进行粘结，然后在干压的状态下合成；热法工艺是用聚丙烯多孔发泡材料将铝和聚丙烯粘结，在经过缓慢升温升压，热压的状态下合成。热法工艺生产的铝塑膜，虽然其铝层与聚丙烯层之间的结合力大，防止电解质溶胀和内表面层脱落的能力得到提高，但是，较高的温度导致复合膜容易出现向内卷曲的现象，外观和裁切性能较差，加热使材料脆化，其深冲成型性能差，抗短路性能差，且制备工艺相对复杂。干法铝塑膜主要优点是深冲成型性能好、抗短路性能优、表面缺陷少，且制造速度快，程序简单，成本低。
因此，干法复合工艺在制备铝塑膜过程中更为常见，应用也更加广泛，如手机电池等需求高能量重度的电池上，电动车等大倍率、高容量的动力电池上；热法复合一般只应用于对电池容量要求不高的3C等领域。但现阶段干法铝塑复合膜的膜之间剥离力小，在电解液浸润后，容易分层剥离且很容易被腐蚀。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，包括由外至内依次设置的保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层。
优选地，所述保护层为聚酰胺膜，即尼龙膜，厚度为15-30μm。
优选地，所述铝箔层即中间Al层，厚度为25-50μm。
优选地，所述封合层为聚丙烯膜，熔融指数是30-40g/10min，厚度为35-55μm。
优选地，所述第一黏合层和第二黏合层的厚度为2-5μm。
优选地，所述第一黏合层和所述第二黏合层的成分相同，均为酚醛系粘合剂。
优选地，所述酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
65-85份酚醛树脂、16-32份丁腈橡胶、7-15份改性剂、1-3份分散剂、0.5-1份消泡剂和20-30份醋酸乙酯。
优选地，所述酚醛树脂为松香改性酚醛树脂，包括210松香改性酚醛树脂、2110松香改性酚醛树脂、2112松香改性酚醛树脂、2116松香改性酚醛树脂、2118松香改性酚醛树脂或2119松香改性酚醛树脂。
优选地，所述分散剂包括BYK-9076、BYK-W980或BYK-220S。
优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，包括BYK-A525、BYK-A535或BYK-A500。
优选地，所述改性剂的制备方法包括：
S1、合成酚醛胺溶液：
将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至65-75℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；
其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是2.1-3.2:0.9-1.4:4-6；
将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至95-100℃，搅拌反应1-3h，继续升温至110-120℃，搅拌反应2-4h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液；
其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是0.78-1.17:6-10；
S2、合成多孔硼化锆：
将碳酸锆和硼氢化钠混合在行星式球磨机内，在惰性气体的保护下球磨处理，形成第一混合料；
其中，碳酸锆与硼氢化钠的摩尔比是1:2.1-2.3；球磨的速度是300-400r/min，球磨的时间是3-5h；
其中，碳酸锆的粒径大小是30-40μm；硼氢化钠的粒径大小是20-30μm；
将第一混合料收集后放入坩埚内，将坩埚放入高温管式炉内，在氢气的氛围下，升温至500-550℃，控制炉内压强为0.2-0.4MPa，保温反应4-8h，冷却至室温后，即得到多孔硼化锆；
其中，升温速率为2-8℃/min，冷却过程是停止加热后随炉自然冷却。
S3、合成环氧基多孔硼化锆：
将多孔硼化锆粉末在乙醇溶液内分散均匀，在40-50℃的环境下搅拌分散2-3h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到多孔硼化锆预处理物；
其中，乙醇溶液的质量浓度是35％-75％，多孔硼化锆粉末与乙醇溶液的质量比是1:6-12；
将多孔硼化锆预处理物与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合在去离子水内，超声均匀后，在30-60℃下搅拌4-10h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到环氧基多孔硼化锆；
其中，多孔硼化锆预处理物、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比是1:0.1-0.4:10-20；
S4、聚合包覆多孔硼化锆；
将环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液混合，充分搅拌均匀后，升温至80-120℃，搅拌2-4h，反应结束后，减压除去溶剂，使用丙酮洗涤并干燥，即得到改性剂；
其中，环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液的质量比是1:4-10。
第二方面，本发明提供了一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法，包括：
第一步，清洗铝箔层：将铝箔层的两侧表面使用清洗剂进行表面清洗，在真空箱内干燥；
第二步，制备粘结剂：按照酚醛系粘合剂的各重量份数依次称取原料，在混合均匀后，得到粘结剂；
第三步，设置保护层：在清洗过的铝箔层的一个侧面涂覆粘结剂，形成第一黏合层，将保护层复合在第一黏合层上；
第四步，设置封合层：在清洗过的铝箔层的另一个侧面涂覆粘结剂，形成第二黏合层，将封合层复合第二黏合层上；
第五步，熟化：将第四步完成的材料经过压合后，进行熟化处理，即完成制备。
优选地，所述第三步所述第四步中，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至55-60℃，保温2-4min；第二区间升温至80-85℃，保温1-3min。
优选地，所述第五步中，压合的温度是100-110℃，压合的压力为0.5-1MPa，生产速度是15-20m/min。
优选地，所述第五步中，熟化的温度是60-80℃，熟化时间是3-7天。
本发明的有益效果为：
1、本发明制备了一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，复合膜包括保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层。其中，保护层的材质为尼龙，封合层的材质为聚丙烯，第一黏合层和第二黏合层的成分均为酚醛系粘合剂；本发明通过改变粘合剂的成分，从而实现将保护层、封合层和铝箔层三层之间形成紧固的连接，大幅度增强了整体复合膜的强度和各层之间粘结性，也进一步增强了抵抗电解液的腐蚀性。
2、本发明中的两层黏合层设置为同一种粘合剂，即酚醛系粘合剂，成分中的主要成分是酚醛树脂，酚醛树脂采用的是松香改性酚醛树脂，优点是稳定性好、粘度高、相容性好；还加入了丁腈橡胶，丁腈橡胶的加入能够改善粘合体系的耐磨性和封闭性；此外还加入了改性剂，改性剂是通过本发明自制的聚合包覆多孔硼化锆，加入之后能够改善粘合体系的强度和粘合力，最重要的耐电解液腐蚀性得到了较大的提升。
3、传统的酚醛树脂的耐酸碱腐蚀性稍弱，只能耐一些弱酸弱碱，本发明为了增强其耐腐蚀性，制备了聚合包覆多孔硼化锆作为改性剂。该改性剂是使用多孔硼化锆作为载体，在其表面包覆一层酚醛胺与环氧基所交联形成的聚合物。
4、本发明中，酚醛胺溶液是使用苯乙烯化苯酚、对苯二甲醛、二乙烯三胺作为反应及，二甲苯作为溶剂，通过曼尼希反应合成得到的酚醛胺化合物的溶液。
5、多孔硼化锆是本发明使用碳酸锆和硼氢化钠在氢气的作用下高温反应得到，硼氢化钠具有较强的还原性，在高温条件下能够将碳酸锆还原成锆金属，与硼氢化钠中的硼结合形成硼化锆，因通过氢气的加压，且碳酸锆的还原过程中会产生大量的气体，所以最终能够得到多孔状的硼化锆。
6、本发明通过对多孔硼化锆的表面洗涤和活化，使其表面吸附大量的环氧基团，与制备的酚醛胺交联反应生成聚合物包裹在多孔硼化锆的表面，由于是多孔状结构，所以结合地更加稳定。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
铝塑膜不仅仅软包电池的简单外包装，也是构成软包装锂电池的重要组成部件之一。如果包装破损，很可能发生鼓包甚至漏液，电池也将无法使用。由于电池内部有电解液的存在，要求软包材料能够抵挡有机溶剂的溶胀、溶解和吸收，同时还要求保证氧气和水分的严格阻隔。而一般出现问题的地方在于，粘合剂的粘结性不够强，并且耐腐蚀性较弱，使各层之间出现结合性逐渐变成继而分离。而本发明基于对于黏合层的改善，制备了一种新型的粘合剂，从而使复合膜的耐腐蚀性更强。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，包括由外至内依次设置的保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层。
保护层为聚酰胺膜，即尼龙膜，厚度为25μm。铝箔层即中间Al层，厚度为35μm。封合层为聚丙烯膜，熔融指数是35g/10min，厚度为45μm。
第一黏合层和第二黏合层的成分相同，均为酚醛系粘合剂。第一黏合层和第二黏合层的厚度为3μm。酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
75份210松香改性酚醛树脂、24份丁腈橡胶、11份改性剂、2份分散剂BYK-9076、0.8份消泡剂BYK-A525和25份醋酸乙酯。
改性剂为聚合包覆多孔硼化锆，制备方法包括：
S1、合成酚醛胺溶液：
将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至70℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是2.6:1.1:5；
将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至100℃，搅拌反应2h，继续升温至120℃，搅拌反应3h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液；其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是0.98:8；
S2、合成多孔硼化锆：
将碳酸锆和硼氢化钠混合在行星式球磨机内，在惰性气体的保护下球磨处理，形成第一混合料；其中，碳酸锆与硼氢化钠的摩尔比是1:2.2；球磨的速度是350r/min，球磨的时间是4h；碳酸锆的粒径大小是35±2μm；硼氢化钠的粒径大小是25±2μm；
将第一混合料收集后放入坩埚内，将坩埚放入高温管式炉内，在氢气的氛围下，升温至550℃，控制炉内压强为0.3MPa，保温反应6h，冷却至室温后，即得到多孔硼化锆；其中，升温速率为5℃/min，冷却过程是停止加热后随炉自然冷却。
S3、合成环氧基多孔硼化锆：
将多孔硼化锆粉末在乙醇溶液内分散均匀，在45℃的环境下搅拌分散2.5h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到多孔硼化锆预处理物；其中，乙醇溶液的质量浓度是55％，多孔硼化锆粉末与乙醇溶液的质量比是1:10；
将多孔硼化锆预处理物与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合在去离子水内，超声均匀后，在45℃下搅拌8h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到环氧基多孔硼化锆；其中，多孔硼化锆预处理物、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比是1:0.3:15；
S4、聚合包覆多孔硼化锆；
将环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液混合，充分搅拌均匀后，升温至100℃，搅拌3h，反应结束后，减压除去溶剂，使用丙酮洗涤并干燥，即得到改性剂；其中，环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液的质量比是1:8。
上述动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法，包括：
第一步，清洗铝箔层：将铝箔层的两侧表面使用清洗剂进行表面清洗，在真空箱内干燥；
第二步，制备粘结剂：按照酚醛系粘合剂的各重量份数依次称取原料，在混合均匀后，得到粘结剂；
第三步，设置保护层：在清洗过的铝箔层的一个侧面涂覆粘结剂，形成第一黏合层，将保护层复合在第一黏合层上，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至55℃，保温3min；第二区间升温至80℃，保温2min；
第四步，设置封合层：在清洗过的铝箔层的另一个侧面涂覆粘结剂，形成第二黏合层，将封合层复合第二黏合层上，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至60℃，保温3min；第二区间升温至85℃，保温2min；
第五步，熟化：将第四步完成的材料先经过压合，压合的温度是100℃，压合的压力为0.6MPa，生产速度是18m/min，再进行熟化处理，熟化的温度是70℃，熟化时间是5天，即完成制备。
实施例2
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，包括由外至内依次设置的保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层。
保护层为聚酰胺膜，即尼龙膜，厚度为15μm。铝箔层即中间Al层，厚度为25μm。封合层为聚丙烯膜，熔融指数是30g/10min，厚度为35μm。
第一黏合层和第二黏合层的成分相同，均为酚醛系粘合剂。第一黏合层和第二黏合层的厚度为2μm。酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
65份2110松香改性酚醛树脂、16份丁腈橡胶、7份改性剂、1份分散剂BYK-W980、0.5份消泡剂BYK-A535和20份醋酸乙酯。
改性剂的制备方法包括：
S1、合成酚醛胺溶液：
将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至65℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是2.1:0.9:4；
将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至95℃，搅拌反应1h，继续升温至110℃，搅拌反应2h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液；其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是0.78:6；
S2、合成多孔硼化锆：
将碳酸锆和硼氢化钠混合在行星式球磨机内，在惰性气体的保护下球磨处理，形成第一混合料；其中，碳酸锆与硼氢化钠的摩尔比是1:2.1；球磨的速度是300r/min，球磨的时间是3h；碳酸锆的粒径大小是30μm；硼氢化钠的粒径大小是20μm；
将第一混合料收集后放入坩埚内，将坩埚放入高温管式炉内，在氢气的氛围下，升温至500℃，控制炉内压强为0.2MPa，保温反应4h，冷却至室温后，即得到多孔硼化锆；其中，升温速率为2℃/min，冷却过程是停止加热后随炉自然冷却。
S3、合成环氧基多孔硼化锆：
将多孔硼化锆粉末在乙醇溶液内分散均匀，在40℃的环境下搅拌分散2h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到多孔硼化锆预处理物；其中，乙醇溶液的质量浓度是35％，多孔硼化锆粉末与乙醇溶液的质量比是1:6；
将多孔硼化锆预处理物与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合在去离子水内，超声均匀后，在30℃下搅拌4h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到环氧基多孔硼化锆；其中，多孔硼化锆预处理物、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比是1:0.1:10；
S4、聚合包覆多孔硼化锆；
将环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液混合，充分搅拌均匀后，升温至80℃，搅拌2h，反应结束后，减压除去溶剂，使用丙酮洗涤并干燥，即得到改性剂；其中，环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液的质量比是1:4。
上述动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法，包括：
第一步，清洗铝箔层：将铝箔层的两侧表面使用清洗剂进行表面清洗，在真空箱内干燥；
第二步，制备粘结剂：按照酚醛系粘合剂的各重量份数依次称取原料，在混合均匀后，得到粘结剂；
第三步，设置保护层：在清洗过的铝箔层的一个侧面涂覆粘结剂，形成第一黏合层，将保护层复合在第一黏合层上，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至55℃，保温2min；第二区间升温至80℃，保温1min；
第四步，设置封合层：在清洗过的铝箔层的另一个侧面涂覆粘结剂，形成第二黏合层，将封合层复合第二黏合层上，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至55℃，保温2min；第二区间升温至80℃，保温1min；
第五步，熟化：将第四步完成的材料先经过压合，压合的温度是100℃，压合的压力为0.5MPa，生产速度是15m/min，再进行熟化处理，熟化的温度是60℃，熟化时间是3天，即完成制备。
实施例3
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，包括由外至内依次设置的保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层。
保护层为聚酰胺膜，即尼龙膜，厚度为30μm。铝箔层即中间Al层，厚度为50μm。封合层为聚丙烯膜，熔融指数是40g/10min，厚度为55μm。
第一黏合层和第二黏合层的成分相同，均为酚醛系粘合剂。第一黏合层和第二黏合层的厚度为5μm。酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
85份2112松香改性酚醛树脂、32份丁腈橡胶、15份改性剂、3份分散剂BYK-220S、1份消泡剂BYK-A500和30份醋酸乙酯。
改性剂的制备方法包括：
S1、合成酚醛胺溶液：
将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至75℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是3.2:1.4:6；
将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至100℃，搅拌反应3h，继续升温至120℃，搅拌反应4h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液；其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是1.17:10；
S2、合成多孔硼化锆：
将碳酸锆和硼氢化钠混合在行星式球磨机内，在惰性气体的保护下球磨处理，形成第一混合料；其中，碳酸锆与硼氢化钠的摩尔比是1:2.3；球磨的速度是400r/min，球磨的时间是5h；碳酸锆的粒径大小是40μm；硼氢化钠的粒径大小是30μm；
将第一混合料收集后放入坩埚内，将坩埚放入高温管式炉内，在氢气的氛围下，升温至550℃，控制炉内压强为0.4MPa，保温反应8h，冷却至室温后，即得到多孔硼化锆；其中，升温速率为8℃/min，冷却过程是停止加热后随炉自然冷却。
S3、合成环氧基多孔硼化锆：
将多孔硼化锆粉末在乙醇溶液内分散均匀，在50℃的环境下搅拌分散3h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到多孔硼化锆预处理物；其中，乙醇溶液的质量浓度是75％，多孔硼化锆粉末与乙醇溶液的质量比是1:12；
将多孔硼化锆预处理物与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合在去离子水内，超声均匀后，在60℃下搅拌10h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到环氧基多孔硼化锆；其中，多孔硼化锆预处理物、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比是1:0.4:20；
S4、聚合包覆多孔硼化锆；
将环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液混合，充分搅拌均匀后，升温至120℃，搅拌4h，反应结束后，减压除去溶剂，使用丙酮洗涤并干燥，即得到改性剂；其中，环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液的质量比是1:10。
上述动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法，包括：
第一步，清洗铝箔层：将铝箔层的两侧表面使用清洗剂进行表面清洗，在真空箱内干燥；
第二步，制备粘结剂：按照酚醛系粘合剂的各重量份数依次称取原料，在混合均匀后，得到粘结剂；
第三步，设置保护层：在清洗过的铝箔层的一个侧面涂覆粘结剂，形成第一黏合层，将保护层复合在第一黏合层上，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至60℃，保温4min；第二区间升温至85℃，保温3min；
第四步，设置封合层：在清洗过的铝箔层的另一个侧面涂覆粘结剂，形成第二黏合层，将封合层复合第二黏合层上，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至60℃，保温4min；第二区间升温至85℃，保温3min；
第五步，熟化：将第四步完成的材料先经过压合，压合的温度是110℃，压合的压力为1MPa，生产速度是20m/min，再进行熟化处理，熟化的温度是80℃，熟化时间是7天，即完成制备。
实施例4
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，与实施例1的区别仅在于，酚醛系粘合剂的成分略有不同。
酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
70份2116松香改性酚醛树脂、24份丁腈橡胶、9份改性剂、1.5份分散剂BYK-W980、0.5份消泡剂BYK-A500和22份醋酸乙酯。
改性剂的制备与实施例1的方法相同。
实施例5
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，与实施例1的区别仅在于，酚醛系粘合剂的成分略有不同。
酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
80份2118松香改性酚醛树脂、28份丁腈橡胶、12份改性剂、2份分散剂BYK-9076、0.8份消泡剂BYK-A535和26份醋酸乙酯。
改性剂的制备与实施例1的方法相同。
实施例6
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，与实施例1的区别仅在于，酚醛系粘合剂的成分略有不同。
酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
72份2119松香改性酚醛树脂、20份丁腈橡胶、10份改性剂、2.3份分散剂BYK-220S、0.7份消泡剂BYK-A525和28份醋酸乙酯。
改性剂的制备与实施例1的方法相同。
对比例1
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，与实施例1的区别仅在于，酚醛系粘合剂的成分中改性剂的制备与实施例1的方法不同，其余与实施例1相同。
酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
75份210松香改性酚醛树脂、24份丁腈橡胶、11份改性剂、2份分散剂BYK-9076、0.8份消泡剂BYK-A525和25份醋酸乙酯。
改性剂为多孔硼化锆粉末，制备方法包括：
S1、将碳酸锆和硼氢化钠混合在行星式球磨机内，在惰性气体的保护下球磨处理，形成第一混合料；其中，碳酸锆与硼氢化钠的摩尔比是1:2.1；球磨的速度是300r/min，球磨的时间是3h；碳酸锆的粒径大小是30μm；硼氢化钠的粒径大小是20μm；
S2、将第一混合料收集后放入坩埚内，将坩埚放入高温管式炉内，在氢气的氛围下，升温至500℃，控制炉内压强为0.2MPa，保温反应4h，冷却至室温后，即得到多孔硼化锆；其中，升温速率为2℃/min，冷却过程是停止加热后随炉自然冷却。
对比例2
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，与实施例1的区别仅在于，酚醛系粘合剂的成分中改性剂的制备与实施例1的方法不同，其余与实施例1相同。
酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
75份210松香改性酚醛树脂、24份丁腈橡胶、11份改性剂、2份分散剂BYK-9076、0.8份消泡剂BYK-A525和25份醋酸乙酯。
改性剂为酚醛胺，制备方法包括：
S1、将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至65℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是2.1:0.9:4；
S2、将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至95℃，搅拌反应1h，继续升温至110℃，搅拌反应2h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液，减压除去溶剂后，得到酚醛胺；其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是0.78:6。
对比例3
一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，与实施例1的区别仅在于，酚醛系粘合剂的成分中改性剂的制备与实施例1的方法不同，其余与实施例1相同。
酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
75份210松香改性酚醛树脂、24份丁腈橡胶、11份改性剂、2份分散剂BYK-9076、0.8份消泡剂BYK-A525和25份醋酸乙酯。
改性剂为酚醛胺-环氧聚合物，制备方法包括：
S1、合成酚醛胺溶液：
将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至65℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是2.1:0.9:4；
将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至95℃，搅拌反应1h，继续升温至110℃，搅拌反应2h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液；其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是0.78:6；
S2、酚醛胺-环氧聚合物；
将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与酚醛胺溶液混合，充分搅拌均匀后，升温至80℃，搅拌2h，反应结束后，减压除去溶剂，使用丙酮洗涤并干燥，即得到改性剂；其中，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与酚醛胺溶液的质量比是1:6。
实验例
为了能够更加清楚地说明本发明的内容，对于实施例1、对比例1-3制备的耐腐蚀复合膜进行了相关性能检测。
(1)电解液的配置：将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯试剂按照物质的量为1:1:1的比例混合，再在混合液中添加六氟磷酸锂，配制成六氟磷酸锂物质的量为1.0mol/L的溶液，即为电解液，电解液的游离酸含量不高于百万分之五十。
(2)常温下按照标准GB/T 8808-1988测试封合层(或保护层)与第二黏合层的剥离强度。
(3)85℃电解液处理后，封合层(或保护层)与第二黏合层的剥离强度：将铝塑复合膜切成15mm×100mm的试样，并将样品放入装有电解液的容器中，电解液需完全浸没样品，容器密封后放入烘箱，在85℃的环境中保持24小时，取出自然冷却至常温，静置12小时后，逐条取出样品擦拭干净后立即检查样品外观并按照标准GB/T 8808-1988测试剥离强度。
封装强度的检测标准参考QB/T 2358，穿刺强度的检测标准参考GB/T 10004-2008，结果如表1所示：
表1不同复合膜的性能表现
从表1中能够看出，本发明实施例1制备的电池复合膜具有更高的强度和耐剥离性，即使在经过热电解液处理后，耐剥离性仍然能够保持较高水平。此外，耐高低温性和耐水性也表现优异。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，包括由外至内依次设置的保护层、第一黏合层、铝箔层、第二黏合层和封合层；所述第一黏合层和所述第二黏合层的成分相同，均为酚醛系粘合剂；
所述酚醛系粘合剂按照重量份数计，包括：
65-85份酚醛树脂、16-32份丁腈橡胶、7-15份改性剂、1-3份分散剂、0.5-1份消泡剂和20-30份醋酸乙酯；
所述改性剂的制备方法包括：
S1、合成酚醛胺溶液：
将苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯混合在反应烧瓶内，将反应烧瓶放在油浴锅内升温至65-75℃，搅拌至充分混合，形成第一混合液；
其中，苯乙烯化苯酚、二乙烯三胺与二甲苯的质量比是2.1-3.2:0.9-1.4:4-6；
将多聚甲醛逐渐加入至第一混合液内，待搅拌混合均匀后，升温至95-100℃，搅拌反应1-3h，继续升温至110-120℃，搅拌反应2-4h，之后减压除水，停止加热，自然冷却至室温，得到酚醛胺溶液；
其中，多聚甲醛与第一混合液的质量比是0.78-1.17:6-10；
S2、合成多孔硼化锆：
将碳酸锆和硼氢化钠混合在行星式球磨机内，在惰性气体的保护下球磨处理，形成第一混合料；
其中，碳酸锆与硼氢化钠的摩尔比是1:2.1-2.3；球磨的速度是300-400r/min，球磨的时间是3-5h；
其中，碳酸锆的粒径大小是30-40μm；硼氢化钠的粒径大小是20-30μm；
将第一混合料收集后放入坩埚内，将坩埚放入高温管式炉内，在氢气的氛围下，升温至500-550℃，控制炉内压强为0.2-0.4MPa，保温反应4-8h，冷却至室温后，即得到多孔硼化锆；
其中，升温速率为2-8℃/min，冷却过程是停止加热后随炉自然冷却；
S3、合成环氧基多孔硼化锆：
将多孔硼化锆粉末在乙醇溶液内分散均匀，在40-50℃的环境下搅拌分散2-3h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到多孔硼化锆预处理物；
其中，乙醇溶液的质量浓度是35%-75%，多孔硼化锆粉末与乙醇溶液的质量比是1:6-12；
将多孔硼化锆预处理物与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合在去离子水内，超声均匀后，在30-60℃下搅拌4-10h，滤出粉末后，使用蒸馏水冲洗至少三次后，真空干燥，得到环氧基多孔硼化锆；
其中，多孔硼化锆预处理物、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比是1:0.1-0.4:10-20；
S4、聚合包覆多孔硼化锆；
将环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液混合，充分搅拌均匀后，升温至80-120℃，搅拌2-4h，反应结束后，减压除去溶剂，使用丙酮洗涤并干燥，即得到改性剂；
其中，环氧基多孔硼化锆与酚醛胺溶液的质量比是1:4-10。
2.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述保护层为聚酰胺膜，即尼龙膜，厚度为15-30μm。
3.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述铝箔层即中间Al层，厚度为25-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述封合层为聚丙烯膜，熔融指数是30-40g/10min，厚度为35-55μm。
5.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述第一黏合层和第二黏合层的厚度为2-5μm。
6.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述酚醛树脂为松香改性酚醛树脂，包括210松香改性酚醛树脂、2110松香改性酚醛树脂、2112松香改性酚醛树脂、2116松香改性酚醛树脂、2118松香改性酚醛树脂或2119松香改性酚醛树脂。
7.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述分散剂包括BYK-9076、BYK-W980或BYK-220S。
8.根据权利要求1所述的一种动力型锂电池用耐腐蚀复合膜，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂，包括BYK-A525、BYK-A535或BYK-A500。
9.一种权利要求1所述的动力型锂电池用耐腐蚀复合膜的制备方法，其特征在于，包括：
第一步，清洗铝箔层：将铝箔层的两侧表面使用清洗剂进行表面清洗，在真空箱内干燥；
第二步，制备粘结剂：按照酚醛系粘合剂的各重量份数依次称取原料，在混合均匀后，得到粘结剂；
第三步，设置保护层：在清洗过的铝箔层的一个侧面涂覆粘结剂，形成第一黏合层，将保护层复合在第一黏合层上；
第四步，设置封合层：在清洗过的铝箔层的另一个侧面涂覆粘结剂，形成第二黏合层，将封合层复合第二黏合层上；
第五步，熟化：将第四步完成的材料经过压合后，进行熟化处理，即完成制备；
所述第三步所述第四步中，复合的过程均依次经过两个区间，第一区间升温至55-60℃，保温2-4min；第二区间升温至80-85℃，保温1-3min；
所述第五步中，压合的温度是100-110℃，压合的压力为0.5-1MPa，生产速度是15-20m/min；
所述第五步中，熟化的温度是60-80℃，熟化时间是3-7天。
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