CN216183474U - 一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂电池软包装技术领域，尤其涉及一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜。这种铝塑膜依次包括基材层、铝箔层以及热封层，所述铝箔层和热封层之间设有聚酰亚胺层。本申请中，在铝箔层和热封层之间设置聚酰亚胺层，刚性大的聚酰亚胺可有效抵消冲壳过程中基材层对壳体的拉伸，从而得到冲壳平整的膜。另外，聚酰亚胺的吸水性低，化学稳定性大，可保证铝塑膜依然具有良好的密封性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池软包装技术领域，尤其涉及一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜。
背景技术
目前锂离子电池技术日渐成熟，其广泛应用于3C电子产品、动力电池以及储能等领域，这就对锂电池包装材料有了更大的需求。在锂电池包装领域，目前主要有三种封装方式：圆柱、方形和软包。圆柱、方形的包装主要是用铝壳和钢壳材料，软包主要是用铝塑膜。在这在三种方式中，铝塑膜软包以其轻量化、安全等优势，其市场份额越来越大。
铝塑膜通常由外层基材层（尼龙膜、聚酯膜）、中间铝箔层、内层热封层（聚丙烯膜）构成。根据制造工艺的不同，铝塑膜可分为干法和热法两种：干法铝塑膜是将铝箔和CPP通过胶黏剂固化压合，热法则是将铝箔和CPP之间用MPP连接，然后缓慢升温热压合。与热法铝塑膜相比，干法铝塑膜的冲深性能更佳，但是冲壳后的产品在预留热封边处更容易向基材层侧翘曲。这种翘曲不仅会对规整存放、修边整形、热封等后续操作造成极大不便，而且高低不平的热封边还会影响热封封头的传热效果，造成生产效率和热封质量降低。
公开号为CN211106044U的专利文件公开了这样一种冲深低翘曲铝塑薄膜，铝塑薄膜从上至下由第一聚酰胺薄膜层、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层、第二聚酰胺薄膜层、第三粘合层、聚丙烯薄膜层组合成一体。该申请是利用第一聚酰胺层和第二聚酰胺层在冲深过程中的应力的抵消作用，以及各层间的不同组合及制备方法来达到防止冲深翘曲的目的。然而，其第二聚酰胺薄膜层所用的聚酰胺薄膜本身易吸水，导致水汽会透过第二聚酰胺薄膜层到达电池内部，严重时引起电池鼓胀。另外聚酰胺薄膜不耐电解液腐蚀，当具有强腐蚀性的电解液透过聚丙烯薄膜到达聚酰胺薄膜时会造成聚酰胺的腐蚀溶解脱层。
公开号为CN211467726U的专利文件公开了这样一种防翘曲的铝塑膜，其从上至下依次由增塑层、聚酰胺薄膜层、外粘合剂层、铝箔层、内粘合剂层和聚丙烯薄膜层组成一体。该申请在聚酰胺薄膜层的表层涂布一层增塑层，使其迁移至聚酰胺薄膜中，使聚酰胺薄膜层变软，达到铝塑膜防翘曲的目的。然而，该机理的实现需要的时间长，作用缓慢，且增塑剂有迁移到聚丙烯层的可能，从而影响铝塑膜的密封性能。
实用新型内容
本实用新型要解决上述问题，提供一种密封性能好、且冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜。
本实用新型解决问题的技术方案是，提供一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，依次包括基材层、铝箔层以及热封层，其特征在于：所述铝箔层和热封层之间设有聚酰亚胺层。
本申请中，在铝箔层和热封层之间设置聚酰亚胺层，刚性大的聚酰亚胺可有效抵消冲壳过程中基材层对壳体的拉伸，从而得到冲壳平整的膜。另外，聚酰亚胺的吸水性低，化学稳定性大，可保证铝塑膜依然具有良好的密封性能。
其中，聚酰亚胺可以以任意方式添加到铝箔层和热封层之间，比如以薄膜、涂料、纤维等形式加入。比如将聚酰亚胺薄膜或纤维与铝箔层和热封层通过胶黏剂或者不通过胶黏剂复合，再比如将聚酰亚胺直接涂覆于铝箔层或热封层后固化。在考虑成本和效果的情况下，作为本实用新型的优选，所述聚酰亚胺层选用聚酰亚胺薄膜。
聚酰亚胺的厚度对其抗翘曲效果具有一定的影响，聚酰亚胺层的厚度低于基材层的20%，难以有效抵消冲壳过程中基材层对壳体的拉伸；厚度高于基材层的50%，冲壳后则会有向内层卷的倾向，同样不利于后续操作。因此，作为本实用新型的优选，所述聚酰亚胺层的厚度为所述基材层厚度的20-50%。
同样地，聚酰亚胺的弹性模量对其抗翘曲效果也有一定的影响，作为本实用新型的优选，所述聚酰亚胺层的弹性模量大于6GPa。以使得冲壳后更不容易发生变形。
基材层、铝箔层和热封层可以选用现有技术中常用的材料和厚度。
作为本实用新型的优选，所述基材层的厚度为10-30μm。
作为本实用新型的优选，所述基材层包括聚酰胺膜、聚酯、聚酰亚胺中的一种。
作为本实用新型的优选，所述热封层的厚度为20-90μm。
作为本实用新型的优选，所述热封层包括聚烯烃、环状聚烯烃中的一种。
作为本实用新型的优选，所述铝箔层的厚度为20-60μm。
作为本实用新型的优选，所述铝箔层为软质单面光铝箔、包括亮面和暗面。
作为本实用新型的优选，所述铝箔层为亮面和暗面均经过耐腐蚀处理后的铝箔。腐蚀后生成致密的钝化膜，不仅可以提高铝箔层与基材层和聚酰亚胺层的连接紧密度，而且可以提高铝塑膜的密封性能。
作为本实用新型的优选，所述暗面与所述基材层连接，所述亮面与所述聚酰亚胺层连接。
铝箔层与基材层之间可以通过任意方式连接，作为本实用新型的优选，所述铝箔层与所述基材层通过第一胶黏层连接，作为本实用新型的优选，所述第一胶黏层包括聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、聚酯胶黏剂中的一种。作为本实用新型的优选，所述第一胶黏层的厚度为2-6μm。在保证粘结性能的情况下，不影响铝塑膜的性能。
铝箔层与所述聚酰亚胺层也可以通过任意方式连接，作为本实用新型的优选，所述铝箔层与所述聚酰亚胺层通过第二胶黏层连接。第二胶黏层采用的胶黏剂可以与第一胶黏层相同，也可以不同。作为本实用新型的优选，所述第二胶黏层包括聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、聚酯胶黏剂中的一种。作为本实用新型的优选，所述第二胶黏层的厚度为2-6μm。
所述聚酰亚胺层与所述热封层也可以通过任意方式连接，作为本实用新型的优选，所述聚酰亚胺层与所述热封层通过第三胶黏层连接，其采用的胶黏剂可以与第一胶黏层或/和第二胶黏层相同，也可以不同。作为本实用新型的优选，所述第三胶黏层包括丙烯酸树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、酸改性聚丙烯树脂中的一种。作为本实用新型的优选，所述第三胶黏层的厚度为2-6μm。
本实用新型的有益效果：
本申请在铝箔层和热封层之间设置聚酰亚胺层，刚性大的聚酰亚胺可有效抵消冲壳过程中基材层对壳体的拉伸，从而得到冲壳平整的膜。另外，聚酰亚胺的吸水性低，化学稳定性大，可保证铝塑膜依然具有良好的密封性能。
附图说明
图1是一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜的结构示意图；
图2是一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜的冲壳翘曲检测示意图；
图中：基材层1，铝箔层2，聚酰亚胺层3，热封层4，第一胶黏层51，第二胶黏层52，第三胶黏层53。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施方式，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
实施例1
一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，如图1所示，依次包括基材层1、铝箔层2、聚酰亚胺层3、以及热封层4。
其中，基材层1选用厚度为25μm的聚酰胺薄膜。铝箔层2选用厚度为40μm的软质单面光铝箔，这种铝箔包括亮面和暗面，且亮面和暗面均经过耐腐蚀处理。聚酰亚胺层3选用厚度为6μm聚酰亚胺薄膜，即聚酰亚胺层3的厚度为基材层1厚度的24%，本实施例选用的聚酰亚胺薄膜的弹性模量为8GPa。热封层4选用厚度为40μm的流延聚丙烯薄膜，
本实施例中，为了将基材层1、铝箔层2、聚酰亚胺层3、以及热封层4连接起来。基材层1与铝箔层2的暗面通过厚度为4μm的第一胶黏层51连接，第一胶黏层51选用聚氨酯胶黏剂。铝箔层2的亮面与聚酰亚胺层3通过厚度为5μm的第二胶黏层52连接，第二胶黏层52选用环氧树脂胶黏剂。聚酰亚胺层3与热封层4通过厚度为3μm的第三胶黏层53连接，第三胶黏层53选用酸改性聚丙烯树脂。
对上述得到的铝塑膜通过如下方法进行检测，检测结果如下表1。
冲壳翘曲检测：将铝塑膜裁成11*20cm（纵向20cm）的片样，采用6090模具双坑各冲4.5mm深度，得到冲壳样。将冲壳样暗面朝上置于水平面，以预留热封边端点与水平面的夹角角度θ表征翘曲程度（如图2所示）。预留热封边向暗面翘曲，θ为正值；向亮面翘曲，θ则为负值。θ绝对值越大，翘曲程度越高，越不利于后续操作。
密封性检测：将上述冲壳样制作成电池，放置于60℃、95%RH恒温恒湿箱中30天，观察是否电池有鼓胀漏液。电池鼓胀，说明有水汽进入电池内部，密封性欠佳。
实施例2
一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，依次包括基材层1、铝箔层2、聚酰亚胺层3、以及热封层4。
其中，基材层1选用由6μm的聚酯薄膜和15μm的聚酰胺薄膜共挤得到的21μm的层叠体，且聚酯薄膜远离铝箔层2，聚酰胺薄膜靠近铝箔层2。铝箔层2选用厚度为40μm的软质单面光铝箔，这种铝箔包括亮面和暗面，且亮面和暗面均经过耐腐蚀处理。聚酰亚胺层3选用厚度为9μm的聚酰亚胺薄膜，即聚酰亚胺层3的厚度为基材层厚度的43%，本实施例选用的聚酰亚胺薄膜的弹性模量为10GPa。热封层4选用厚度为40μm的流延聚丙烯薄膜。
本实施例中，为了将基材层1、铝箔层2、聚酰亚胺层3、以及热封层4连接起来。基材层1与铝箔层2的暗面通过厚度为5μm的第一胶黏层51连接，第一胶黏层51选用环氧树脂胶黏剂。铝箔层2的亮面与聚酰亚胺层3通过厚度为6μm的第二胶黏层52连接，第二胶黏层52选用丙烯酸树脂胶黏剂。聚酰亚胺层3与热封层4通过厚度为6μm的第三胶黏层3连接，第三胶黏层53选用酸改性聚丙烯树脂。
对上述得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
实施例3
本实施例的技术方案与实施例1基本相同，其不同之处仅在于：本实施例中，聚酰亚胺层3选用弹性模量为12GPa的聚酰亚胺薄膜。
对得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
对比例1
本对比例的技术方案与实施例1基本相同，其不同之处仅在于：本实施例中，聚酰亚胺层3选用厚度为20μm聚酰亚胺薄膜。而基材层1仍然选用厚度为25μm的聚酰胺薄膜，即聚酰亚胺层3的厚度为基材层1厚度的80%。
对得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
对比例2
本对比例的技术方案与实施例2基本相同，其不同之处仅在于：本实施例中，聚酰亚胺层3选用厚度为1μm的聚酰亚胺薄膜。而基材层1仍然选用由6μm的聚酯薄膜和15μm的聚酰胺薄膜共挤得到的21μm的层叠体，即聚酰亚胺层3的厚度为基材层厚度的5%。
对得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
对比例3
本对比例的技术方案与实施例2基本相同，其不同之处仅在于：本实施例中，聚酰亚胺层3选用弹性模量为2GPa的聚酰亚胺薄膜。
对得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
对比例4
本对比例中，一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，依次包括基材层、铝箔层以及热封层，但铝箔层和热封层之间不设有聚酰亚胺层。
其中，基材层选用厚度为25μm的聚酰胺薄膜。铝箔层选用厚度为40μm的软质单面光铝箔，这种铝箔包括亮面和暗面，且亮面和暗面均经过耐腐蚀处理。热封层选用厚度为40μm的流延聚丙烯薄膜。
本对比例中，为了将基材层、铝箔层、以及热封层连接起来。基材层与铝箔层的暗面通过厚度为4μm聚氨酯胶黏剂连接。铝箔层的亮面与热封层通过厚度为5μm的环氧树脂胶黏剂、以及厚度为3μm的酸改性聚丙烯树脂连接。
对得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
对比例5
本对比例的技术方案与实施例1基本相同，其不同之处仅在于：本对比例中，用厚度为6μm的聚酰胺薄膜代替实施例1中的6μm的聚酰亚胺薄膜。
对得到的铝塑膜通过实施例1中的检测方法分别进行冲壳翘曲检测和密封性检测，检测结果如下表1。
表1.
通过表1可知，对比例4无聚酰亚胺层，冲壳后翘曲明显。对比例5则是采用聚酰胺代替聚酰亚胺，冲壳翘曲略有改善，但是密封性能大大下降。对于实施例1-3，不管基材层是聚酰胺薄膜还是聚酯薄膜，当聚酰亚胺的弹性模量大于6GPa，且厚度为基材层的20-50%时，得到的铝塑膜冲壳后基本不会发生翘曲，且密封性良好。对比例1将聚酰亚胺层厚度提高至基材层的80%，冲壳后会向亮面翘曲，影响后续操作。另外聚酰亚胺层厚度提高也不利于电池密封。对比例2的聚酰亚胺层厚度只有基材层的5%，对比例3的聚酰亚胺层弹性模量为2GPa，均不能有效改善冲壳翘曲。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，依次包括基材层（1）、铝箔层（2）以及热封层（4），其特征在于：所述铝箔层（2）和热封层（4）之间设有聚酰亚胺层（3）；所述聚酰亚胺层（3）的厚度为所述基材层（1）厚度的20-50%；所述聚酰亚胺层（3）的弹性模量大于6GPa。
2.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述基材层（1）的厚度为10-30μm。
3.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述基材层（1）包括聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述热封层（4）包括聚烯烃、环状聚烯烃中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述铝箔层（2）为软质单面光铝箔、包括亮面和暗面，所述暗面与所述基材层（1）连接，所述亮面与所述聚酰亚胺层（3）连接。
6.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述铝箔层（2）与所述基材层（1）通过第一胶黏层（51）连接，所述第一胶黏层（51）包括聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、聚酯胶黏剂中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述铝箔层（2）与所述聚酰亚胺层（3）通过第二胶黏层（52）连接，所述第二胶黏层（52）包括聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、聚酯胶黏剂中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种冲壳后低翘曲的锂电池软包装用铝塑膜，其特征在于：所述聚酰亚胺层（3）与所述热封层（4）通过第三胶黏层（53）连接，所述第三胶黏层（53）包括丙烯酸树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、酸改性聚丙烯树脂中的一种。
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