锂离子电池软包装用铝塑复合膜的制作方法

文档序号:11079275
锂离子电池软包装用铝塑复合膜的制造方法与工艺

本实用新型涉及一种铝塑复合膜。具体说,是用作聚合物锂离子电池软包装的铝塑复合膜。



背景技术:

在电池生产领域都知道,聚合物锂离子电池具有比能量高、充放电速度快等优点。但锂离子电池的电解液大多由腐蚀性、渗透性很强的有机溶剂与极易水解的锂盐构成,能将锂离子电池的铝塑膜氧化分层导致其包装整体性破坏。目前,聚合物锂离子电池软包装膜的内层膜多采用单层改性聚丙烯膜,由于单层改性聚丙烯膜的阻隔性能很差,不能有效阻止因电解液渗透而侵蚀到铝箔层的表面,容易造成铝箔层腐蚀,锂电池发生鼓包胀气。且电解液能溶解干式复合膜中的聚氨脂胶水或其它粘结剂,导致内层阻隔层与铝箔层间的粘接强度随着时间的推移而逐渐下降。因此,使用这种软包装膜的聚合物锂离子电池,使用寿命短。

另外,目前聚合物锂离子电池软包装内层膜采用的单层改性聚丙烯膜力学强度与热封强度较差,热封温度较高,会对包装整体性产生破坏。

另外,目前聚合物锂离子电池软包装膜的内层膜大都采用的干式复合生产工艺,由于这种工艺使用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯胶等溶剂型固化胶,而溶剂型固化胶中含有机溶剂甲苯、乙酸乙酯等有害物质,生产过程中会对环境造成污染。



技术实现要素:

本实用新型要解决的问题是提供一种锂离子电池软包装用铝塑复合膜。这种锂离子电池软包装用铝塑复合膜,不含溶剂型固化胶,生产过程中不会对环境造成污染。这种锂离子电池软包装用铝塑复合膜有较低的热封温度,热封工艺优化。采用这种铝塑复合膜,可延长聚合物锂离子电池的使用寿命。

本实用新型要解决的上述问题由以下方案实现:

由上述方案可以看出,由于本实用新型的聚合物锂离子包装用铝塑复合膜由外而内依次有尼龙耐刮层、铝箔层和阻隔层,尼龙耐刮层与铝箔层间、铝箔层与阻隔层间均通过融胶层冷压复合在一起。不需使用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯胶等溶剂型固化胶,不含有机溶剂甲苯、乙酸乙酯等有害物质,从而避免了生产过程中对环境带来的污染。

又由于所述阻隔层由铝箔复合层、力学支撑层和低温热封层构成。通过对阻隔层结构设计与配方的改性,提高了阻隔层的耐腐蚀性、绝缘性,增强了复合膜的耐电解液性能,降低了热封温度,优化了热封工艺,从而延长了本实用新型的锂离子电池软包装用铝塑复合膜的使用寿命。通过脱氢枞酸和硬脂酸钙的协同作用对力学支撑层结晶程度进行优化,获得高韧性,低雾度的阻隔膜。通过对铝箔层进行镀铬,提高了层间强度,使得整个锂离子电池软包装用铝塑复合膜的抗张强度、拉伸强度、断裂伸长率提高,有利于复合膜的冲压成型。

附图说明

图1是本实用新型的锂离子电池软包装用铝塑复合膜结构示意图;

图2是图1中的阻隔层结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

实施例一

如图1所示,本实用新型的锂离子电池软包装用铝塑复合膜由外而内依次包括尼龙耐刮层、铝箔层和阻隔层,尼龙耐刮层与铝箔层间、铝箔层与阻隔层间均通过融胶层冷压复合在一起。

其中:

所述尼龙耐刮层含有90质量份的尼龙、0.1质量份的甘油单硬酯酸酯和0.3质量份的高岭土蒙脱土。其中的尼龙是尼龙66;

尼龙耐刮层厚度是12µm、铝箔层厚度是25µm、阻隔层厚度是25µm;

所述铝箔层包括铝箔,铝箔一面涂布一层铬层。所述铬层的厚度为1µm;所述阻隔层由铝箔复合层、力学支撑层和低温热封层构成。

其中:所述铝箔复合层含有80质量份的无规共聚聚丙烯、10质量份的聚烯烃弹性体、1质量份的聚氯乙烯;

所述力学支撑层含有80质量份的均聚聚丙烯、15质量份的聚烯烃弹性体、0.1质量份的纳米二氧化硅粉末、0.2质量份的脱氢枞酸、0.05质量份硬脂酸钙;

所述低温热封层含有80质量份的无规共聚聚丙烯和10质量份的聚烯烃弹性体。

制备所述锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法依次包括以下步骤:

(1)制作阻隔层

先将力学支撑层所用原料均聚聚丙烯、聚烯烃弹性体、纳米二氧化硅粉末、脱氢枞酸、硬脂酸钙投入高速搅拌锅内,搅拌4分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在200℃的温度下共混,得到第一混合料;

再将铝箔复合层所用原料无规共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体和聚氯乙烯投入另一高速搅拌锅内,搅拌4分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在220℃的温度下共混,得到第二混合料;

然后,将低温热封层所用原料无规共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体投入第三高速搅拌锅内,搅拌4分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在180℃的温度下共混,得到第三混合料;

之后,将第二混合料、第一混合料和第三混合料分别利用第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机挤出的同时,由共挤流延机流延共挤成半成品膜。其中,第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机的流道温度分别为200℃、210℃、220℃,膜口温度为190℃,第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机的螺杆转速分别为13转/分钟、40转/分钟和10转/分钟;

之后,在常温下对半成品膜进行风冷冷却,使其快速结晶;

之后,对冷却后的半成品膜进行高压电晕处理,在铝箔复合层外表面形成极性表面,得到阻隔层;

(2)制作铝箔层

先选取30µm厚的铝箔,待用;

再对铝箔一面进行镀铬,得到铝箔层。其中,镀铬层的厚度为2µm;

(3)制作尼龙耐刮层

将尼龙66、甘油单硬酯酸酯和高岭土蒙脱土一起投入温度为250℃的高速搅拌锅中搅拌至均匀,得到尼龙料;

之后,用螺杆挤出机,对搅拌均匀的尼龙料进行共混,得到共混料;

而后,采用流延挤出机将共混料挤制成25µm流延膜,得到尼龙耐刮层;

(4)复合

先在铝箔层的两面均匀涂布一层1µm厚的融胶层,并静置2分钟;

然后,将所述尼龙耐刮层和阻隔层分别置于铝箔层两面的融胶层上,利用辊压机在常温下冷压成型在一起,得到锂离子电池软包装用铝塑复合膜。

实施例二

如图1所示,本实用新型的锂离子电池软包装用铝塑复合膜由外而内依次包括尼龙耐刮层、铝箔层和阻隔层,尼龙耐刮层与铝箔层间、铝箔层与阻隔层间均通过融胶层冷压复合在一起。

其中:

所述尼龙耐刮层含有93质量份的尼龙(90~95质量份)、3质量份的苯磺酸氨和0.1质量份的黏土。其中的尼龙是尼龙610;

尼龙耐刮层的厚度是21µm、铝箔层厚度是33µm、阻隔层厚度是55µm;

所述铝箔层包括铝箔,铝箔一面或两面涂布一层铬层。所述铬层的厚度为2µm;所述阻隔层由铝箔复合层、力学支撑层和低温热封层构成。

其中:所述铝箔复合层含有85质量份的无规共聚聚丙烯、15质量份的乙丙橡胶、3质量份的聚氯乙烯、2质量份的低密度聚乙烯(LDPE)、0.3质量份的纳米二氧化硅粉末;

所述力学支撑层含有83质量份的均聚聚丙烯、17质量份的乙烯-丁烯共聚物、0.3质量份的纳米二氧化硅粉末、1质量份的新型山梨糖醇类增透剂、0.1质量份的脱氢枞酸、0.06质量份的硬脂酸钙;

所述低温热封层含有85质量份的无规共聚聚丙烯、13质量份的乙烯-丁烯共聚物、0.3质量份的纳米二氧化硅粉末。

制备所述锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法依次包括以下步骤:

(1)制作阻隔层

先将力学支撑层所用原料均聚聚丙烯、聚乙烯-丁烯共聚物、纳米二氧化硅粉末、新型山梨糖醇类增透剂、脱氢枞酸、硬脂酸钙投入高速搅拌锅内,搅拌5分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在205℃的温度下共混,得到第一混合料;

再将铝箔复合层所用原料无规共聚聚丙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯和纳米二氧化硅粉末投入另一高速搅拌锅内,搅拌5分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在225℃的温度下共混,得到第二混合料;

然后,将低温热封层所用原料无规共聚聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物和纳米二氧化硅粉末投入第三高速搅拌锅内,搅拌5分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在185℃的温度下共混,得到第三混合料;

之后,将第二混合料、第一混合料和第三混合料分别利用第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机挤出的同时,由共挤流延机流延共挤成半成品膜。其中,第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机的流道温度分别为200℃、225℃、195℃,膜口温度为215℃,第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机的螺杆转速分别为16转/分钟、45转/分钟和12转/分钟;

之后,采用常温风对半成品膜进行风冷冷却,使其快速结晶;

之后,对冷却后的半成品膜进行高压电晕处理,在铝箔复合层外表面形成极性表面,得到阻隔层;

(2)制作铝箔层

先选取铝箔,待用;

再对铝箔两面进行镀铬,得到铝箔层。其中,镀铬层的厚度为3µm;

(3)制作尼龙耐刮层

将尼龙610、苯磺酸氨和黏土一起投入温度为260℃的高速搅拌锅中搅拌至均匀,得到尼龙料;

之后,用螺杆挤出机,对搅拌均匀的尼龙料进行共混,得到共混料;

而后,采用流延挤出机将共混料挤制成27µm厚的流延膜,得到尼龙耐刮层;

(4)复合

先在铝箔层的两面均匀涂布一层1.2µm厚的融胶层,并静置3分钟;

然后,将所述尼龙耐刮层和阻隔层分别置于铝箔层两面的融胶层上,利用辊压机在常温下冷压成型在一起,得到锂离子电池软包装用铝塑复合膜。

实施例三

如图1所示,本实用新型的锂离子电池软包装用铝塑复合膜由外而内依次包括尼龙耐刮层、铝箔层和阻隔层,尼龙耐刮层与铝箔层间、铝箔层与阻隔层间均通过融胶层冷压复合在一起。

其中:

所述尼龙耐刮层含有95质量份的尼龙、5质量份的甘油单硬酯酸酯和5质量份的高岭土蒙脱土;其中的尼龙是尼龙1010。

尼龙耐刮层的厚度是30µm、铝箔层厚度是42µm、阻隔层厚度是80µm;

所述铝箔层包括铝箔,铝箔一面或两面涂布一层铬层。所述铬层的厚度为3µm;所述阻隔层由铝箔复合层、力学支撑层和低温热封层构成。

其中:所述铝箔复合层含有90质量份的无规共聚聚丙烯、18质量份的聚丙烯弹性体、5质量份的聚氯乙烯、3质量份的低密度聚乙烯(LDPE)、0.2质量份的纳米二氧化硅粉末;

所述力学支撑层含有85质量份的均聚聚丙烯、20质量份的聚烯烃弹性体、0.5质量份的纳米二氧化硅粉末、3质量份的新型山梨糖醇类增透剂、0.3质量份的脱氢枞酸、0.075质量份的硬脂酸钙;

所述低温热封层含有90质量份的无规共聚聚丙烯、15质量份的聚烯烃弹性体、0.5质量份的纳米二氧化硅粉末。

制备所述锂离子电池软包装用铝塑复合膜的方法依次包括以下步骤:

(1)制作阻隔层

先将力学支撑层所用原料均聚聚丙烯、聚乙烯-丁烯共聚物、纳米二氧化硅粉末、新型山梨糖醇类增透剂、脱氢枞酸和硬脂酸钙投入高速搅拌锅内,搅拌6分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在210℃的温度下共混,得到第一混合料;

再将铝箔复合层所用原料无规共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯和纳米二氧化硅粉末投入另一高速搅拌锅内,搅拌6分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在230℃的温度下共混,得到第二混合料;

然后,将低温热封层所用原料无规共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体和纳米二氧化硅粉末投入第三高速搅拌锅内,搅拌6分钟,混合均匀。之后,通过双螺杆挤出机在190℃的温度下共混,得到第三混合料;

之后,将第二混合料、第一混合料和第三混合料分别利用第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机挤出的同时,由共挤流延机流延共挤成半成品膜。其中,第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机的流道温度分别为210℃、230℃、200℃,膜口温度为220℃,第二螺杆挤出机、第一螺杆挤出机和第三螺杆挤出机的螺杆转速分别为18转/分钟、50转/分钟和14转/分钟;

之后,采用常温风对半成品膜进行风冷冷却,使其快速结晶;

之后,对冷却后的半成品膜进行高压电弧处理,在铝箔复合层外表面形成极性表面,得到阻隔层;

(2)制作铝箔层

先选取铝箔,待用;

再对铝箔一面进行镀铬,得到铝箔层。其中,镀铬层的厚度为4µm;

(3)制作尼龙耐刮层

将尼龙1010、甘油单硬酯酸酯和高岭土蒙脱土一起投入温度为270℃的高速搅拌锅中搅拌至均匀,得到尼龙料;

之后,用螺杆挤出机,对搅拌均匀的尼龙料进行共混,得到共混料;

而后,采用流延挤出机将共混料挤制成30µm厚的流延膜,得到尼龙耐刮层;

(4)复合

先在铝箔层的两面均匀涂布一层1.5µm厚的融胶层,并静置4分钟;

然后,将所述尼龙耐刮层和阻隔层分别置于铝箔层两面的融胶层上,利用辊压机在常温下冷压成型在一起,得到锂离子电池软包装用铝塑复合膜。

再多了解一些
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