专利名称：锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及锂电池用包装膜技术领域，特指ー种具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜及其制造方法。
背景技术：
随着近年来新能源的汽车兴起，长寿命、大容量、高功率动カ电池的需求越来越大。聚合物锂离子电池具有天然的安全性，而且形状自由，很方便制作大而薄的电池，既方便制作大容量的锂离子电池单体电芯，又有利于电池的散热。因此，成为动カ电池的首选。 相应地，聚合物动カ电池对其包装材料铝塑包装膜的可靠性、使用寿命提出了更高的要求。中国专利200410058323. 2和00806337. 0公开了ー种锂电池用包装材料，该包装材料主要由耐热性树脂层、铝箔芯层、热塑性树脂薄膜层构成，具有良好的阻隔性和成型性。但该包装材料具有以下缺点，在使用过程中造成电池报废。( I)表面的耐热性树脂薄膜抗腐蚀性差，不耐电解液，生产时电解液接触到包装膜表面时会发生溶解和腐蚀,使电池报废。(2)在热封时，包装膜热塑性树脂薄膜层与极耳热封胶在温度过高或压カ过大的时候，会发生极耳与包装膜熔穿现象，使金属极耳与包装膜的铝箔芯层接触，造成电池短路。(3)铝塑膜的穿刺強度低，电池生产和使用过程中容易被划伤，甚至被刺破。使用过程中容易被磨损，使得铝箔层被氧化损坏。本发明意在克服上述锂电池包装膜所存在的缺陷，提供ー种耐腐蚀耐穿刺井能有效防止熔穿短路的高可靠性铝塑包装膜。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供了锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜及其制造方法，其能有效阻止电解液的腐蚀，提高了铝塑膜的耐穿刺強度、抗拉强度和耐磨性能，从而提高了电池的成品率和可靠性能，防止电解液滲透对铝箔的腐蚀，也提高了铝箔的自身抗腐蚀能力，可完全避免热封中由于操作不当或机器温度异常造成的热封短路，大大提高了电池的使用寿命，可靠性高。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案
锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜，所述铝塑包装膜具有层状结构， 至少包括7层结构，它由上到下依次为保护层A、粘合剂层、涂料层、铝箔层、涂料层、粘合剂层和热封层，该铝塑包装膜还包括在保护层A上通过粘合剂层设一保护层B和/或在铝箔层下表面的涂料层和粘合剂层之间通过另ー粘合剂层设一保护层C。进ー步地，铝箔层为经过退火处理的软态高成性型铝箔，该铝箔层的厚度为20 100微米。
进一步地,涂料层主要为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA, PolymethylMethacrylate)、聚偏氟こ烯(PVDF, Polyvinylidene fluoride)、聚こニ醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEM)、聚ニ 甲基硅氧烷(ニ甲基硅油,PDMS,Dimethicone)中的ー种或两种以上的聚合物溶于こ酸こ酯或丙酮制成的溶液涂覆形成，该聚合物的质量百分比为I 15%，こ酸こ酯或丙酮的质量百分比为99% 85%。进ー步地,粘合剂层由耐电解液溶胀、耐HF (氢氟酸，Hydrofluoric Acid)腐蚀、 不溶于电解液任ー种成分的粘合剂涂覆形成，该粘合剂主要为粘结剂、固化剂和溶剂组成的混合物，其中，粘结剂为改性聚氨酷，该粘结剂的质量分数比为30 55%，固化剂为多异氰酸酯与含有活性氢多元醇类的加成物，或是多异氰酸酯的自聚物，该固化剂的质量分数比为I 10%，溶剂为醋酸こ酷，该溶剂的质量分数比为35 69%。再进ー步地，保护层A为耐热性树脂薄膜，该耐热性树脂薄膜为尼龙(PA， Polyamide)、聚芳基酮树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或聚醚酰亚胺(PEI, Polyetherimide)与聚芳基酮的复合树脂中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延拉伸薄膜，该耐热性树脂薄膜的厚度为10 100微米。再进ー步地，保护层B为耐腐蚀性树脂薄膜，该耐腐蚀性树脂薄膜为聚酰亚胺 (PI, Polyimide)、聚对苯ニ甲酸こニ酯(PET, Polyethylene Terephthalate)、聚丙烯(PP, Polypropylene)、聚こ烯(PE, Polyethylene)中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延拉伸薄膜，该耐腐蚀性树脂薄膜的厚度为5 100微米。再进ー步地，保护层C为熔融温度远高于热封层的耐热耐腐蚀性树脂薄膜， 该耐热耐腐蚀性树脂薄膜为聚酰亚胺(PI，Polyimide)、聚对苯ニ甲酸こニ酷(PET， Polyethylene Terephthalate)、改性聚丙烯中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延拉伸薄膜，该耐腐蚀性树脂薄膜的厚度为5 100微米。更进一步地,热封层为聚丙烯(PP,Polypropylene)、聚こ烯(PE, Polyethylene)、 酸改性聚丙烯树脂(CPP)、こ烯-丙烯酸酯共聚物(EEA)、金属离子交联聚こ烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物、こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物该类树脂中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延非拉伸薄膜，该共挤流延非拉伸薄膜的厚度为10 100微米。制造上述锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜的方法
I 当该铝塑包装膜包含保护层B和保护层C时，其制造步骤如下
1)取聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、こ烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ 烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物或こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物的该类树脂中的ー种或两种以上材料通过共挤流延机成型，制得共挤流延非拉伸薄膜，以作备用；
2)取耐热性树脂薄膜、耐腐蚀性树脂薄膜和耐热耐腐蚀性树脂薄膜，以作备用；
3)取铝箔作为铝箔层，通过凹版印刷、浸涂、转移涂布、刮涂或挤压涂布的方法中的一种在铝箔层双面涂覆，形成耐腐蚀的涂料层；
4)在涂覆有涂料层的铝箔层一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层A ；
5)在保护层A上涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐腐蚀性树脂薄膜与该粘合剂层进行复合，形成保护层B ；
6)在涂覆有涂料层的铝箔层的另一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热耐腐蚀性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层C ；
7)在保护层C上涂布另一粘合剂层的同时，通过干式复合机将备用的共挤流延非拉伸薄膜与该粘合剂层进行复合，形成热封层；
8)将复合好的铝塑包装膜收卷后，在固化温度为40 150°C下固化10 500小吋。II .当该铝塑包装膜包含保护层B但不包含保护层C时，其制造步骤如下
1)取聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、こ烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ 烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物或こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物的该类树脂中的ー种或两种以上材料通过共挤流延机成型，制得共挤流延非拉伸薄膜，以作备用；
2)取耐热性树脂薄膜和耐腐蚀性树脂薄膜，以作备用；
3)取铝箔作为铝箔层，通过凹版印刷、浸涂、转移涂布、刮涂或挤压涂布的方法中的一种在铝箔层双面涂覆，形成耐腐蚀的涂料层；
4)在涂覆有涂料层的铝箔层一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层A ；
5)在保护层A上涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐腐蚀性树脂薄膜与该粘合剂层进行复合，形成保护层B ；
6)在涂覆有涂料层的铝箔层的另一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的共挤流延非拉伸薄膜与该粘合剂层进行复合，形成热封层；
7)将复合好的铝塑包装膜收卷后，在固化温度为40 150°C下固化10 500小吋。III .当该铝塑包装膜包含保护层C但不包含保护层B时，其制造步骤如下
1)取聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、こ烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ 烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物或こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物的该类树脂中的ー种或两种以上材料通过共挤流延机成型，制得共挤流延非拉伸薄膜，以作备用；
2)取耐热性树脂薄膜和耐热耐腐蚀性树脂薄膜，以作备用；
3)取铝箔作为铝箔层，通过凹版印刷、浸涂、转移涂布、刮涂或挤压涂布的方法中的一种在铝箔层双面涂覆，形成耐腐蚀的涂料层；
4)在涂覆有涂料层的铝箔层一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层A ；
5)在涂覆有涂料层的铝箔层的另一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热耐腐蚀性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层C ；
6)在保护层C上涂布另一粘合剂层的同吋，通过干式复合机将备用的共挤流延非拉伸薄膜与该粘合剂层进行复合，形成热封层；
7)将复合好的铝塑包装膜收卷后，在固化温度为40 150°C下固化10 500小吋。本发明的有益效果在于铝箔层具有阻隔水蒸汽、气体、容易冲坑成型等作用；保护层B具有优异的耐电解液性能，可有效阻止电解液的腐蚀，而且提高了铝塑膜的耐穿刺強度、抗拉强度和耐磨性能，从而提高了电池的成品率和可靠性能；涂料层具有阻隔作用， 防止电解液滲透对铝箔的腐蚀，也提高了铝箔的自身抗腐蚀能力，保护层C熔融远高于热封层的熔融温度，具有防熔穿短路、提高阻隔性的作用。因此，可完全避免热封中由于操作不当或机器温度异常造成的热封短路，保护层同时具有良好的阻隔性，大大提高了电池的使用寿命，可靠性高。
图I是本发明的结构示意图。图2是图I中A-A方向的全剖示意图。
具体实施例方式以下结合各具体实施例及说明书附图对本发明作进ー步说明
具体实施例I :
首先，取酸改性聚丙烯树脂通过共挤流延机成型，制得厚度为30微米的酸改性聚丙烯薄膜(共挤流延非拉伸薄膜)，以作备用；其次，分别取厚度为25微米的尼龙(PA， Polyamide)、厚度为30微米的聚酰亚胺(PI，Polyimide)薄膜、厚度为20微米的聚对苯 ニ甲酸こニ酯聚对苯ニ甲酸こニ酯(PET, Polyethylene Terephthalate)薄膜，以作备用；接着，取经过退火处理的厚度为40微米的软态高成型性铝箔(Al)作为铝箔层4，在铝箔层4双面通过凹版印刷涂覆ー层厚度为3微米的由99%的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA， PolymethylMethacrylate)溶于1%的こ酸こ酯制成的溶剂，形成耐腐蚀的涂料层4 ;接下来，在带有涂料层4的铝箔层4 一面涂布4微米厚的改性聚氨酯和固化剂(其中，该固化剂由多异氰酸酯与含有活性氢多元醇类的加成物按40% 60% 60% 40%组成)按20:1 组成的粘合剂，形成粘合剂层2，同时通过干式复合机将备用的尼龙进行复合，形成保护层 A3 ;进ー步地，在保护层A3上涂覆2微米的粘合剂，形成又一粘合剂层2，同时通过干式复合机将备用的聚酰亚胺薄膜与该粘合剂层2进行复合，形成保护层BI ;更进ー步地，在带有涂料层4的铝箔层4另一面涂布4微米厚的粘合剂，形成另ー粘合剂层2，同时通过干式复合机将备用的聚对苯ニ甲酸こニ酷薄膜进行复合，形成保护层C6 ;然后，在保护层C6上涂布3微米的粘合剂，形成又一粘合剂层2，同时通过干式复合机将备用的改性聚丙烯树脂薄膜与该粘合剂层2进行复合，形成热封层7 ;最后，将复合好的铝塑包装膜进行卷料，同时在固化温度为85°C下固化72小时，得到锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜 (如图1-2所示)。
权利要求
1.锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜，其特征在于所述铝塑包装膜具有层状结构，至少包括7层结构，它由上到下依次为保护层A、粘合剂层、涂料层、铝箔层、 涂料层、粘合剂层和热封层，该铝塑包装膜还包括在保护层A上通过粘合剂层设一保护层B 和/或在铝箔层下表面的涂料层和粘合剂层之间通过另ー粘合剂层设一保护层C。
2.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述铝箔层为经过退火处理的软态高成性型铝箔，该铝箔层的厚度为20 100微米。
3.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述涂料层主要为聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)、聚偏氟こ烯(PVDF)、聚こニ醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEM)、聚ニ甲基硅氧烷 (PDMS)中的ー种或两种以上的聚合物溶于こ酸こ酯或丙酮制成的溶液涂覆形成，该聚合物的质量百分比为I 15%，こ酸こ酯或丙酮的质量百分比为99% 85%。
4.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述粘合剂层由耐电解液溶胀、耐 HF腐蚀、不溶于电解液任ー种成分的粘合剂涂覆形成，该粘合剂主要为粘结剂、固化剂和溶剂组成的混合物，其中，粘结剂为改性聚氨酷，该粘结剂的质量分数比为30 55%，固化剂为多异氰酸酯与含有活性氢多元醇类的加成物，或是多异氰酸酯的自聚物，该固化剂的质量分数比为I 10%，溶剂为醋酸こ酷，该溶剂的质量分数比为35 69%。
5.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述保护层A为耐热性树脂薄膜， 该耐热性树脂薄膜为尼龙(PA)、聚芳基酮树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或聚醚酰亚胺与聚芳基酮的复合树脂中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延拉伸薄膜，该耐热性树脂薄膜的厚度为10 100微米。
6.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述保护层B为耐腐蚀性树脂薄膜，该耐腐蚀性树脂薄膜为聚酰亚胺(PI)、聚对苯ニ甲酸こニ酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚こ 烯(PE)中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延拉伸薄膜，该耐腐蚀性树脂薄膜的厚度为 5 100微米。
7.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述保护层C为熔融温度远高于热封层的耐热耐腐蚀性树脂薄膜，该耐热耐腐蚀性树脂薄膜为聚酰亚胺(PI)、聚对苯ニ甲酸こニ酯(PET)、改性聚丙烯中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延拉伸薄膜，该耐腐蚀性树脂薄膜的厚度为5 100微米。
8.根据权利要求I所述的铝塑包装膜，其特征在于所述热封层为聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、乙烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物、こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物该类树脂中的ー种或两种以上材料制成的共挤流延非拉伸薄膜，该共挤流延非拉伸薄膜的厚度为10 100微米。
9.制造权利要求I 8任一项所述的锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜的方法，其特征在干I 当该铝塑包装膜包含保护层B和保护层C时，其制造步骤如下1)取聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、こ烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ 烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物或こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物的该类树脂中的ー种或两种以上材料通过共挤流延机成型，制得共挤流延非拉伸薄膜，以作备用；2)取耐热性树脂薄膜、耐腐蚀性树脂薄膜和耐热耐腐蚀性树脂薄膜，以作备用；3)取铝箔作为铝箔层，通过凹版印刷、浸涂、转移涂布、刮涂或挤压涂布的方法中的一种在铝箔层双面涂覆，形成耐腐蚀的涂料层；.4)在涂覆有涂料层的铝箔层一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层A ；.5)在保护层A上涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐腐蚀性树脂薄膜与该粘合剂层进行复合，形成保护层B ；.6 )在涂覆有涂料层的铝箔层的另一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热耐腐蚀性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层C ；.7)在保护层C上涂布另一粘合剂层的同时，通过干式复合机将备用的共挤流延非拉伸薄膜与该粘合剂层进行复合，形成热封层；.8)将复合好的铝塑包装膜收卷后，在固化温度为40 150°C下固化10 500小时；.II 当该铝塑包装膜包含保护层B但不包含保护层C时，其制造步骤如下.1)取聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、こ烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ 烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物或こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物的该类树脂中的ー种或两种以上材料通过共挤流延机成型，制得共挤流延非拉伸薄膜，以作备用；.2)取耐热性树脂薄膜和耐腐蚀性树脂薄膜，以作备用；.3)取铝箔作为铝箔层，通过凹版印刷、浸涂、转移涂布、刮涂或挤压涂布的方法中的一种在铝箔层双面涂覆，形成耐腐蚀的涂料层；.4)在涂覆有涂料层的铝箔层一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层A ；.5)在保护层A上涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐腐蚀性树脂薄膜与该粘合剂层进行复合，形成保护层B ；.6)在涂覆有涂料层的铝箔层的另一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的共挤流延非拉伸薄膜与该粘合剂层进行复合，形成热封层；.7)将复合好的铝塑包装膜收卷后，在固化温度为40 150°C下固化10 500小时；III 当该铝塑包装膜包含保护层C但不包含保护层B时，其制造步骤如下.1)取聚丙烯、聚こ烯、酸改性聚丙烯树脂、こ烯-丙烯酸酯共聚物、金属离子交联聚こ 烯树脂、こ烯和丙烯酸衍生物的共聚物或こ烯和甲基丙烯酸衍生物的共聚物的该类树脂中的ー种或两种以上材料通过共挤流延机成型，制得共挤流延非拉伸薄膜，以作备用；.2)取耐热性树脂薄膜和耐热耐腐蚀性树脂薄膜，以作备用；.3)取铝箔作为铝箔层，通过凹版印刷、浸涂、转移涂布、刮涂或挤压涂布的方法中的一种在铝箔层双面涂覆，形成耐腐蚀的涂料层；.4)在涂覆有涂料层的铝箔层一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层A ；.5)在涂覆有涂料层的铝箔层的另一面涂布粘合剂层同时，通过干式复合机将备用的耐热耐腐蚀性树脂薄膜与该面的粘合剂层进行复合，形成保护层C ；.6)在保护层C上涂布另一粘合剂层的同吋，通过干式复合机将备用的共挤流延非拉伸薄膜与该粘合剂层进行复合，形成热封层；.7)将复合好的铝塑包装膜收卷后，在固化温度为40 150°C下固化10 500小吋。
全文摘要
本发明公开了锂电池用具耐腐蚀耐穿刺防熔穿短路的铝塑包装膜及其制造方法，该铝塑包装膜具有层状结构，至少包括7层结构，它由上到下依次为保护层A、粘合剂层、涂料层、铝箔层、涂料层、粘合剂层和热封层，该铝塑包装膜还包括在保护层A上通过粘合剂层设一保护层B和/或在铝箔层下表面的涂料层和粘合剂层之间通过另一粘合剂层设一保护层C，本发明有效阻止电解液的腐蚀，而且提高了铝塑膜的耐穿刺强度、抗拉强度和耐磨性能，提高了电池的成品率和可靠性能，完全避免热封中由于操作不当或机器温度异常造成的热封短路，大大提高了电池的使用寿命，可靠性高。
文档编号B32B37/15GK102602081SQ2012100702
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者吴明选, 欧阳少波, 陈宇新, 陈立宝 申请人:东莞市恒雅包装材料有限公司