一种防水耐电解液铝塑膜的制备方法及其应用与流程

本发明涉及锂电池包装相关，具体为一种防水耐电解液铝塑膜的制备方法及其应用。

背景技术：

1、锂电池包装现已成为应用越来越广泛的包装形式，其主要结构按照由内而外的顺序：内保护层、铝箔层和外保护层，其中外保护层主要材质为聚酰胺。聚酰胺对抗冲击性、耐穿刺性、耐热、耐摩擦性能等要求较高，其作用是保护铝箔层免受划伤、可为铝箔提供足够的形变强度以保证其在成型过程中不被冲破。

2、由于聚酰胺(聚酰胺)本身吸湿性较强，导致其阻水性能较差，故而水汽易穿过聚酰胺层，接触到铝箔，久而久之造成铝箔层的腐蚀，出现安全隐患。同时，在电池包生产过程中，存在电解液外漏至聚酰胺表面导致腐蚀，影响后续使用。现有技术方案主要是通过在聚酰胺表面复合pet进行改善解决。pet具有耐磨性、硬度高、耐溶剂性强等众多优势，但其结晶化导致脆性高，拉断伸长率低，而影响复合外层的冲深极限远低于纯聚酰胺，大大影响了电池的尺寸规格，降低使用效率，且进一步造成原材料的成本提升。

3、因此，在控制成本的前提下，现需一种防水且耐电解液腐蚀的同时，又不影响冲深的电池封装材料。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种防水耐电解液铝塑膜的制备方法及其应用，作为锂电池封装，在具有一定的防水、抗电解液腐蚀性能的同时，又不影响冲深极限。

2、本发明提供了一种防水耐电解液铝塑膜的制备方法，包括以下步骤：

3、ⅰ.在铝箔层一侧表面贴合聚酰胺粘接层，在铝箔层另一侧表面涂覆聚烯烃粘接层后进行固化；

4、ⅱ.在铝箔层涂有聚烯烃粘接层一侧的表面贴覆聚丙烯薄膜；

5、ⅲ.按重量份数计，将环氧树脂100份、端氨基聚醚10～80份、端氨基聚氨酯5～50份、缩水甘油醚1～30份溶解于乙酸乙酯内，充分溶解均匀后，制得第一组合物；

6、ⅳ.将第一组合物涂覆于铝箔层涂覆有聚酰胺粘接层侧的表面，厚度2～3μm，在烘箱130～170℃中烘烤1～2分钟后，在75～85℃中熟化3～5天，即制得防水耐电解液铝塑膜。

7、优选或可选的，步骤ⅰ所述聚氨酯粘接层由主剂多元醇和固化剂构成，聚氨酯由主剂多元醇和固化剂构成，其中，多元醇包括：聚酯多元醇、聚醚多元醇、由聚酯多元醇或聚醚多元醇制得的聚氨酯预聚体，其中可添加芳香族二元醇、脂肪族二元醇以调整主体结构的软硬。固化剂包括：通用型异氰酸酯，如tdi、mdi、papi等；亚甲基型异氰酸酯，如xdi、m-tmxdi、p-tmxdi等；脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、封闭型异氰酸酯。

8、优选或可选的，步骤ⅰ所述聚烯烃粘接层选自包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐接枝丙烯-丁烯共聚物、马来酸酐接枝丙烯-辛烯共聚物。

9、优选或可选的，步骤ⅲ所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、环氧化烯烃化合物、杂环型环氧树脂、混合型环氧树脂。

10、优选或可选的，步骤ⅲ所述端氨基聚醚分子量为100～10000，官能度等于2。

11、优选或可选的，步骤ⅲ所述端氨基聚氨酯为分子量500～10000的线型聚氨酯低聚物。

12、优选或可选的，步骤ⅲ所述缩水甘油醚包括乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚。

13、优选或可选的，所述缩水甘油醚还包括丙三醇三缩水甘油醚、蓖麻油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙氧基甘油三缩水甘油醚。

14、一种基于上述任一项所述防水耐电解液铝塑膜应用于锂电池封装。

15、有益效果：本发明制得了一种防水耐电解液铝塑膜，通过将环氧树脂、端氨基聚醚、端氨基聚氨酯、缩水甘油醚溶解于乙酸乙酯中制得第一组合物，再通过涂覆于电池包装表面进行固化。本发明以环氧树脂与端氨基聚氨酯作为基体树脂材料，环氧树脂可赋予第一组合物更高的基础强度，表面的高密度极性基团赋予对被涂物聚酰胺极佳的附着力，另一单体线型低聚端氨基聚氨酯可通过牺牲部分力学强度获得更高的韧性。缩水甘油醚可用于削弱分子链之间的作用力，与官能度为2的端氨基聚醚进行协同作用，在不影响热封工艺的同时，使其加工性能得到较大改善。本发明制得的防水耐电解液铝塑膜以固化的第一组合物对聚酰胺层进行涂覆，可有效防止水汽进入封装材料内部，导致聚酰胺层水解、与铝箔层腐蚀。

技术特征：

1.一种防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，步骤ⅰ所述聚氨酯粘接层由主剂多元醇和固化剂构成，所述多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氨酯预聚体；所述固化剂包括通用型异氰酸酯、亚甲基型异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、封闭型异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，步骤ⅰ所述聚烯烃粘接层包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐接枝丙烯-丁烯共聚物、马来酸酐接枝丙烯-辛烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，步骤iii所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、环氧化烯烃化合物、杂环型环氧树脂、混合型环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，步骤iii所述端氨基聚醚分子量为100～10000，官能度等于2。

6.根据权利要求1所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，步骤iii所述端氨基聚氨酯为分子量500～10000的线型聚氨酯低聚物。

7.根据权利要求1所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，步骤iii所述缩水甘油醚包括乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚。

8.根据权利要求7所述的防水耐电解液铝塑膜的制备方法，其特征在于，所述缩水甘油醚还包括丙三醇三缩水甘油醚、蓖麻油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙氧基甘油三缩水甘油醚。

9.一种基于权利要求1～8任一项所述防水耐电解液铝塑膜的应用，其特征在于，应用于锂电池封装。

技术总结
本发明公开了一种防水耐电解液铝塑膜的制备方法及其应用。属于聚合物材料相关技术领域，本发明在CPP膜层表面依次贴覆铝箔层与聚酰胺层，将环氧树脂100份、端氨基聚醚10～80份、端氨基聚氨酯5～50份、缩水甘油醚1～30份溶解于乙酸乙酯内，充分溶解均匀后，将其涂覆于聚酰胺层表面，厚度2～3μm，依次进行烘烤与熟化，即制得可应用于锂电池封装的防水耐电解液铝塑膜。在具有一定的防水、抗电解液腐蚀性能的同时，又不影响冲深极限。

技术研发人员：孙运昌,方龙,王伟,张建朋
受保护的技术使用者：新纶新能源材料（常州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12