CN206271767U - 一种变色铝塑封装膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变色铝塑封装膜及其制备方法。变色铝塑封装膜由内膜层、以及依次由下向上设置在内膜层上的阻隔层、变色层和外膜层组成，所述变色层可随着温度变化发生颜色变化。优点：结构简单，使用过程中，电池内部温度变化使得变色层变色，呈现出不同的颜色，方便得知电池内部的温度变化，对电池进行温度监控，生产工艺比较简单。

Description

一种变色铝塑封装膜

技术领域

本实用新型涉及一种锂电池外层软包装膜，特别涉及一种变色铝塑封装膜。

背景技术

随着新能源技术的发展，二次锂电池成为越来越受欢迎的储能电池，应用范围越来越广泛，从传统的3C消费领域到新兴的动力电池、储能电池领域，二次锂电池地位越来越重要。为实现锂电池的轻薄化、小型化、安全化，越来越多的锂电池采用软外包封装材料。

二次锂电池的主要结构由正极材料、负极材料、电解液、极耳及外包装材料组成。然而，锂电池在某些特殊情况下(如遇明火、高温等)不够安全的缺陷，严重制约了其在更广泛领域的应用。当锂电池发生过充或过放电情况下，内部电化学环境会发生不可逆的变化，电池内部温度会不断升高，电池温度越高，电池的电化学环境就越差，形成不断地恶性循环。长期以来缺乏对电池温度的监控，因此有必要对电池的温度进行有效监控，防止电池长时间处于高温环境下工作，以免发生安全事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种变色铝塑封装膜，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种变色铝塑封装膜，由内膜层、以及依次由下向上设置在内膜层上的阻隔层、变色层和外膜层组成,上述变色层可随着温度变化发生颜色变化。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述变色层由无机温敏变色材料、有机温敏变色材料或无机-有机温敏变色复合材料制成。

进一步，上述无机温敏变色材料为含有Ag、Cu、Hg、Co、Ni的碘化物或复盐，或金属氧化物。

进一步，上述有机温敏变色材料为聚乙炔、聚噻吩及其衍生物、螺吡喃类、荧烷类或液晶材料。

进一步，上述无机-有机温敏变色复合材料为有机聚合物与无机粒子杂化而成的复合材料。

进一步，上述有机聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙炔、聚噻吩及其衍生物、螺吡喃类或荧烷类，上述无机粒子为Ni、Ag、W和VO₂的一种或多种任意比例的混合。

进一步，上述内膜层由一层或多层改性聚丙烯材料形成，上述阻隔层为铝箔，上述外膜层由一层或多层透明树脂薄膜复合形成。

本实用新型的有益效果是：结构简单，使用过程中，电池内部温度变化使得变色层变色，呈现出不同的颜色，方便得知电池内部的温度变化，对电池进行有效的温度监控。

附图说明

图1为本实用新型的变色铝塑封装膜的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

11、内膜层，12、阻隔层，13、变色层，14、外膜层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的变色铝塑封装膜由内膜层11、以及依次由下向上设置在内膜层11上的阻隔层12、变色层13和外膜层14组成,上述变色层13可随着温度变化发生颜色变化。

上述变色层13的变色范围根据锂电池的工作环境温度需要进行设定，优选设定变化范围是0℃至80；上述变色层变色含可逆变，当温度超过设定范围时发生颜色变化，当温度恢复到设定范围内时呈现正常颜色。

上述变色层13由无机温敏变色材料、有机温敏变色材料或无机-有机温敏变色复合材料制成。

上述无机温敏变色材料为含有Ag、Cu、Hg、Co、Ni的碘化物或复盐，或金属氧化物，这类材料的颜色可逆变化主要是由于温度变化致晶型可逆转变、金属粒子配位场的可逆变化、电荷迁移以及晶格结构有序无序的可逆变化引起的。

上述有机温敏变色材料为聚乙炔、聚噻吩及其衍生物、螺吡喃类、荧烷类或液晶材料，这类材料的变色机理为电子得失机理，而液晶类热变色材料的变色机理则是由于当温度变化时螺距发生变化，不同的螺距会反射不同波长的光，从而显示出颜色变化。

上述无机-有机温敏变色复合材料为有机物与无机物的复合材料，具体为有机聚合物与无机粒子杂化而成的复合材料，该类材料是将无机粒子沉积到聚合物基体，借助喷涂技术成膜。

上述有机聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙炔、聚噻吩及其衍生物、螺吡喃类或荧烷类，上述无机粒子为Ni、Ag、W和VO₂的一种或多种任意比例的混合。

上述内膜层11由一层或多层改性聚丙烯材料形成，其厚度为10um-200um，优选厚度为15um-150um，最佳厚度为25um-80um；

上述阻隔层12为8系列系列铝箔或铝合金铝箔，该铝箔或铝合金箔一面或两面进行表面防腐处理，厚度为5um-150um，优选厚度为12um-120um，最佳厚度为25um-80um；

上述外膜层14由一层或多层透明树脂薄膜复合形成。

上述外膜层14由一层或多层透明树脂薄膜复合组成，该树脂薄膜成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙(PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚砜(PSU)，其中的一种或多种复合而成，树脂薄膜外层进行防刮处理，内层进行电晕处理，增加其与粘结剂的粘合能力；上述外膜层11厚度为5um-120um，优选厚度为10um-80um，最佳厚度在15um-40um。

上述变色层13可通过将无机温敏变色材料、有机温敏变色材料或无机-有机温敏变色复合材料中的其中一种单独喷涂在外膜层14内侧形成变色层13，或添加到外层膜14中形成具有变色功能的外层膜14(此种工艺就没有单独的变色层存在)，具体使用过程如下：

以镍与聚偏氟乙烯组成的温敏变色复合材料(NiCl4-PVDF)为例，通过将该变色材温敏材料单独制成一层薄膜，或者添加到外层膜14中，该材料随温度变化，颜色变化具体为:当处于室温时，该材料呈现白色；当上升到35℃时，薄膜变为浅黄色；当温度上升到45℃时，薄膜变成浅黄色；当温度上升到65℃时，薄膜变成蓝色；当温度上升到75℃时，薄膜变成深蓝色，通过不同色彩对应不同的温度，可以得知电池内部的温度变化，从而对电池进行有效的温度监控。

变色铝塑封装膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备外膜层14；

步骤二：将无机温敏粒子沉积到聚合物基体中，借助喷涂技术在步骤一中的外膜层14内侧喷涂成膜，形成变色层13，干燥；

步骤三：将阻隔层12通过干式复合法用粘结剂剂与步骤一中得到的变色层13内表面贴合，干燥；

步骤四：将改性聚丙烯材料在熔融状态下，呈一层或多层的涂覆到步骤三中阻隔层12的内表面上形成内膜层11，干燥后得到变色铝塑封装膜。

上述阻隔层12为铝箔，优选的使用8系铝箔，并在铝箔表面经铬酸氧化或阳极氧化处理，形成一层防腐氧化层。

上述制作过程中，也可预先制作4层结构膜：内膜层11，阻隔层12，变色层13，外膜层14，之后将每层膜按结构顺序设置，且相邻两层之间均采用干法或者热法工艺通过双组份粘结剂粘结剂粘结，最后固化后得到完整的变色铝塑封装膜。

上述变色层还可选用其他随温度变化颜色不可逆变的温敏材料制成，用于对电池之前的使用状态进行有效判断。

采用的双组份聚氨酯粘结剂作为粘结层粘接两侧塑料薄膜，与金属铝箔冲深的互动性粘结相容性极佳，附着力好，外膜层14与粘结剂分子链在冲深过程中，塑性互动延伸性和复合牢固度优异，不断裂不分层，铝箔防腐层不易剥落，不影响其阻隔性和防腐性；采用聚酯多元醇类粘结剂粘接内膜层11，粘度高，抗有机溶剂，抗强酸碱，抗高腐蚀挥发性物质，耐冲击，热封性能好。

铝箔是一种用金属铝直接压延成薄片的烫印材料，其烫印效果与纯银箔烫印的效果相似，故又称假银箔。按照厚度来分，铝箔可以分为厚箔(厚度为0.1～0.2mm)、单零箔(厚度为0.01mm和小于0.1mm/的箔)、双零箔(0.005～0.009mm的铝箔)；按照形状来分，铝箔按可分为卷状铝箔和片状铝箔；按状态，可分为硬质箔、半硬箔和软质箔。按表面状态，铝箔可以分为一面光铝箔和两面光铝箔，按照合金系列，可以分为1系、3系、8系，其中应用最为广泛的，是8011、8021、8079铝箔产品。

8系铝箔的特点，具有优良的密封性、可塑性、防腐蚀性等特点，广泛应用于食品饮料、香烟药品、家庭日用等领域中。

8系铝箔外表美观，光泽度高，具有清洁卫生的优点，作为包装材料后印刷效果也较其他材料更好。作为包装材料，铝箔能阻隔细菌等微生物生长，无毒无害，无挥发性，在高温或低温环境下，不会任何变形，也可以隔绝阳光线照射，铝箔张力强度大，但是撕裂强度小，因此，在一些日常包装的开口处使用极为方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种变色铝塑封装膜，其特征在于：由内膜层(11)、以及依次由下向上设置在内膜层(11)上的阻隔层(12)、变色层(13)和外膜层(14)组成，所述变色层(13)可随着温度变化发生颜色变化。

2.根据权利要求1所述的一种变色铝塑封装膜，其特征在于：所述变色层(13)由无机温敏变色材料、有机温敏变色材料或无机-有机温敏变色复合材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的一种变色铝塑封装膜，其特征在于：所述内膜层(11)由一层或多层改性聚丙烯材料形成，所述阻隔层(12)为铝箔，所述外膜层(14)由一层或多层透明树脂薄膜复合形成。