CN203228450U

CN203228450U - 一种适用于冷冲成型的软质高热封性复合薄膜材料

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Publication number: CN203228450U
Application number: CN2012207493824U
Authority: CN
Inventors: 徐冰; 吴耀根; 蔡朝辉; 单化众; 李永鸿
Original assignee: FSPG Hi Tech Co Ltd
Current assignee: FSPG Hi Tech Co Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2022-12-31

Abstract

本实用新型提供了一种适用于冷冲成型的软质高热封性复合薄膜材料，该复合薄膜材料包括热塑树脂薄膜内层、铝箔金属芯层、耐热薄膜外层；其中，铝箔金属芯层位于热塑树脂薄膜内层和耐热薄膜外层之间；热塑树脂薄膜内层为至少包括两层树脂层的多层共挤层，该多层共挤层至少包括表层热封层和金属面接触层；金属面接触层与铝箔金属芯层接触。由于金属层为软质铝箔，其机械适应性好，适用于冷冲压成型；由于内层膜具有表层热封层，因而其耐腐蚀性能好、热封强度高；由于内层膜具有金属面接触层和金属层接触，因而其密封性更好。因而本版实用新型易成型、热封强度高，更能高效密封，有助于提高电子部件的安全性和使用寿命。

Description

一种适用于冷冲成型的软质高热封性复合薄膜材料

技术领域

本实用新型属于软包装膜技术领域，涉及一种复合薄膜材料。

背景技术

随着移动通讯终端、手提电脑、MP3、便携军用工具、手持影碟机等电子设备逐步小型化、轻薄化发展，就要求这些电子设备所使用的锂离子二次电池或电容器等电子部件具有轻量化、易定制成型的特点。同时，提高使用安全性的要求，使这些电子部件由刚性金属外壳发展为软质复合薄膜材料。

例如，对于锂离子电池等电子部件，一方面要求其在长期贮存和周转过程中，不发生电解液渗漏现象，空气中的水、氧不会也渗入电池导致电池容量变小、发生鼓气而降低使用寿命；另一方面，也要求在充、放电过程中不会渗入水分，进而引起电池内部电解液、有机物等物质的水解，从而影响电池性能，甚至会使电池失效。因此，对其外壳的封装要求外壳本身具有极高的密封性。

现有技术中的电子部件用软质复合薄膜尤其是锂电池用软包复合膜材料，长期存在冷冲成型中易发生冲壳破损、封装时易发生电解液泄漏等技术问题。

中国专利200720068736.8公开了一种锂电池软包装膜，其由功能性涂层、耐热性树脂薄膜形成的外层、铝箔芯层、及由热塑性树脂薄膜形成的内层组成，在外层和(或)内层涂布有功能性涂层。

中国专利200920116888.X公开了一种锂电池软包装膜，其包括耐热性薄膜、铝箔芯层、热塑性树脂薄膜，铝箔芯层设置在耐热性薄膜和热塑性树脂薄膜之间，耐热性薄膜为聚酰亚胺膜，在耐热性薄膜和热塑性树脂薄膜外面各设有一层功能性涂层。

上述的包装材料的缺陷在于：1、虽然改善了与模具的机械性能适应性，但是牺牲了自身部分的密封性能；2、仅靠热塑树脂薄膜内层材料及其功能性涂层无法保证达到耐电解液腐蚀的目的；3、其采用涂布润滑性涂层的方式来改善膜层表面爽滑的性能，而表面涂层的自身粘结性能不理想或热熔温度过高，都会导致热塑树脂薄膜内层原有的热封性能下降，进而影响材料包装电解液之后的密闭性及电池的使用寿命。

因此，如何提供耐腐蚀性能好、密闭性能好、使用寿命长的复合薄膜材料成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种复合薄膜材料，其耐腐蚀性能好、密闭性能好、电池的使用寿命长。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于冷冲成型的软质高热封性复合薄膜材料，该复合薄膜材料包括热塑树脂薄膜内层、铝箔金属芯层、耐热薄膜外层；其中，铝箔金属芯层位于热塑树脂薄膜内层和耐热薄膜外层之间；热塑树脂薄膜内层为至少包括两层树脂层的多层共挤层，该多层共挤层至少包括表层热封层和金属面接触层；金属面接触层与铝箔金属芯层接触。

本实用新型可应用于锂离子电池、电容器等电子部件的外壳封装。

本实用新型中，热塑树脂薄膜内层具有高热封、高爽滑性。

本实用新型中，多层共挤层的层数优选为2-6层，在此基础上进一步优选为2-4层。

本实用新型中，铝箔金属芯层为软质铝箔。

本实用新型中，由于金属层为软质铝箔，其机械适应性好，适用于冷冲压成型；由于内层膜具有表层热封层，因而其耐腐蚀性能好、热封强度高；由于内层膜具有金属面接触层和金属层接触，因而其密封性更好。因而本版实用新型易成型、热封强度高，更能高效密封，有助于提高电子部件的安全性和使用寿命。

根据本实用新型另一具体实施方式，多层共挤层中的每一层都选自下列材料制成的树脂层：聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯脂共聚物、丙烯酸类树脂、不饱和酸类接枝聚烯烃树脂、乙烯和丙烯酸衍生物的共聚物或者金属离子交联聚合物树脂，以及上述树脂的改性物薄膜材料。

根据本实用新型另一具体实施方式，表层热封层为多层共挤层的多层树脂层中在一定加热加压条件下具有最高流动性的树脂层。

根据本实用新型另一具体实施方式，金属面接触层为多层共挤层的多层树脂层中在一定加热加压条件下具有最低流动性的树脂层。

根据本实用新型另一具体实施方式，铝箔金属芯层（2）的上下表面均设有处理层。该铝箔金属芯层的表面经过防化学腐蚀处理，使热塑树脂薄膜内层、耐热薄膜外层可以通过流延复合、热熔胶合或干式复合等方法与铝箔金属芯层的表面粘结更加牢固，形成金属刚性与塑料韧性更加有效结合的整体。

根据本实用新型另一具体实施方式，耐热薄膜外层（3）为单层聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯聚砜或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜层。

根据本实用新型另一具体实施方式，耐热薄膜外层（3）为聚酯和聚酰胺类聚合物的复合层。

根据本实用新型另一具体实施方式，表层热封层为含有可使复合薄膜材料在加工成型时表面具有适当滑性的功能性添加物的表层热封层。该功能性添加物优选为氟化聚烯烃树脂、油酸酰胺、芥酸酰胺、脂肪酸酯、液体石蜡、聚丙烯蜡、聚硅氧烷树脂、丙烯酸树脂、纳米二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化亚铅、铬酸锌、铬酸钡钾或铬酸钡锌中的至少一种。通过添加该功能性添加物，既可在二次加工模压成型时，降低热塑树脂薄膜内层与模具之间的摩擦，使其易于脱模，避免成型过程中因摩擦过大导致的膜材破损，机械适应性好更适用冷冲压成型；同时适当调配功能性添加物与热塑树脂薄膜内层材料的匹配性及添加量，还可以一定程度提高热塑树脂薄膜内层封装时热封强度值，使热塑树脂薄膜内层热封装后达到高效密封的效果。

根据本实用新型另一具体实施方式，金属面接触层为含有可提高复合薄膜材料的层间剥离强度的功能性添加物的金属面接触层。根据本实用新型另一具体实施方式，金属面接触层为含有可提高与铝箔金属芯层之间的剥离强度的功能性添加物的金属面接触层。该功能性添加物优选为脂肪族石油树脂、脂环族石油树脂、松香树脂、改性松香树脂、氢化松香树脂、羧基或烃基氯蜡树脂、改性酚醛树脂、萜烯树脂中的任何一种。可以有效保证热塑树脂薄膜内层与铝箔金属芯层之间的牢固粘结，避免表层热封层中滑性功能性添加物带来的对热塑树脂薄膜内层的多层间复合强度的影响，也有助于热塑树脂薄膜内层热封强度的进一步提高。

与现有技术相比，本实用新型具备如下有益效果：

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的复合薄膜材料的横截面结构示意图；

图2是实施例2的复合薄膜材料的横截面结构示意图；

图3是实施例3的复合薄膜材料的横截面结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的复合薄膜材料从上至下依次为：热塑树脂薄膜内层11、铝箔金属芯层12和耐热薄膜外层13；铝箔金属芯层12的上下表面均进行防化学腐蚀处理，设有处理层1201。

其中，热塑树脂薄膜内层11为两层共挤膜，其包括表层热封层1101和金属面接触层1102。表层热封层1101为35微米厚的聚丙烯，金属面接触层1102为20微米厚的乙烯-丙烯酸共聚物。铝箔金属芯层12为45微米厚的软质铝箔，其上下两面均设有进行防化学腐蚀处理的处理层1201。耐热薄膜外层13为25微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜。

表层热封层1101的聚丙烯中含有10%的油酸酰胺和5%的氟化聚烯烃树脂添加物。金属面接触层1102中含有10%的改性松香树脂。

本实施例中，热塑树脂薄膜内层11采用共挤出复合的方法进行制备，通过干式复合的方式与铝箔金属芯层12的一面（例如上表面）进行复合，耐热薄膜外层13则是通过干式复合与铝箔金属芯层12的另一面（例如下表面）进行复合。

制得的成品在二次加工模压成型时，与未添加滑性功能性添加物的产品对比，本实施例的破损率下降50%；同时与未添加提高层间剥离强度功能性添加物的产品对比，本实施例的热封强度测试值提高29%。

实施例2

如图2所示，本实施例的复合薄膜材料从上至下依次为：热塑树脂薄膜内层21、铝箔金属芯层22和耐热薄膜外层23；铝箔金属芯层22的上下表面均进行防化学腐蚀处理，设有处理层2201。

其中，热塑树脂薄膜内层21为三层共挤膜，其包括表层热封层2101、金属面接触层2102以及位于二者之间的共挤复合层2103。表层热封层2101为25微米厚的低密度聚乙烯，金属面接触层2102为15微米厚的改性聚丙烯，共挤复合层2103为15微米厚的乙烯-丙烯酸共聚物。

铝箔金属芯层22为40微米厚度的软质铝箔，其上下两面均设有进行防化学腐蚀处理的处理层2201。

耐热薄膜外层23包括聚酰亚胺薄膜（PA）2301和聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜2302。其中聚酰亚胺薄膜（PA）2301与铝箔金属芯层22接触，其厚度为15微米；聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜2302的厚度为12微米。

表层热封层2101的聚乙烯中含有10%的芥酸酰胺。金属面接触层的改性聚丙烯中含有5%的改性酚醛树脂。

本实施例中，热塑树脂薄膜内层21在采用共挤出复合进行制备的同时，复合膜熔体流延至已表面处理的铝箔金属芯层22的一面（例如上表面）与其进行复合，然后耐热薄膜外层23均通过干式复合与已表面处理的铝箔金属芯层22的另一面（例如下表面）进行层压复合。

制得的成品在二次加工模压成型时，与未添加滑性功能性添加物的产品对比，本实施例的破损率下降80%；同时与未添加提高层间剥离强度功能性添加物的产品对比，本实施例的热封强度测试值提高26%。

实施例3

如图3所示，本实施例的复合薄膜材料从上至下依次为：热塑树脂薄膜内层31、铝箔金属芯层32和耐热薄膜外层33；，铝箔金属芯层32上下表面均进行防化学腐蚀处理，设有处理层3201。

其中，热塑树脂薄膜内层31为四层共挤膜，其包括表层热封层3101、金属面接触层3102以及位于二者之间的两层共挤复合层3103、3104。表层热封层3101为30微米厚的茂金属聚乙烯。金属面接触层3102为5微米厚的不饱和酸接枝聚乙烯树脂。二者之间的共挤复合层依次为10微米厚的乙烯-丙烯酸共聚物层3103和10微米厚的改性聚丙烯3104。

铝箔金属芯层32为40微米厚的软质铝箔，其上下两面均设有进行防化学腐蚀处理的处理层3201。

耐热薄膜外层33为20微米厚的聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。

表层热封层3101的聚丙烯中含有10%的芥酸酰胺和5%的聚硅氧烷添加物。金属面接触层3102含有8%的氢化松香树脂。

本实施例中，热塑树脂薄膜内层31采用共挤出复合的方法进行制备的同时，复合膜熔体流延至已表面处理的铝箔金属芯层32的一面（例如上表面）与其进行复合；然后耐热薄膜外层33通过热熔胶层与已表面处理的铝箔金属芯层32的另一面（例如下表面）进行层压复合。

制得的成品在二次加工模压成型时，与未添加滑性功能性添加物的产品对比，本实施例的破损率下降75%；同时与未添加提高层间剥离强度功能性添加物的产品对比，本实施例的热封强度测试值提高46%。

虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。

Claims

1.一种适用于冷冲成型的软质高热封性复合薄膜材料，其特征在于，所述复合薄膜材料包括热塑树脂薄膜内层（1）、铝箔金属芯层（2）、耐热薄膜外层（3）；其中，所述铝箔金属芯层（2）位于所述热塑树脂薄膜内层（1）和所述耐热薄膜外层之间；所述热塑树脂薄膜内层（1）为至少包括两层树脂层的多层共挤层，所述多层共挤层至少包括表层热封层和金属面接触层；所述金属面接触层与所述铝箔金属芯层（2）接触。

2.如权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于，所述多层共挤层中的每一层都选自下列材料制成的树脂层：聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯脂共聚物、丙烯酸类树脂、不饱和酸类接枝聚烯烃树脂、乙烯和丙烯酸衍生物的共聚物或者金属离子交联聚合物树脂，以及上述树脂的改性物薄膜材料。

3.如权利要求2所述的复合薄膜材料，其特征在于，所述表层热封层为所述多层共挤层的多层树脂层中在一定加热加压条件下具有最高流动性的树脂层。

4.如权利要求2所述的复合薄膜材料，其特征在于，所述金属面接触层为所述多层共挤层的多层树脂层中在一定加热加压条件下具有最低流动性的树脂层。

5.如权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于，所述铝箔金属芯层（2）的上下表面均设有处理层。

6.如权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于，所述耐热薄膜外层（3）为单层聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯聚砜或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜层。

7.如权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于，所述耐热薄膜外层（3）为聚酯和聚酰胺类聚合物的复合层。