本发明涉及一种锂电池包装材料。具体说，是聚合物锂离子电池软包装用的铝塑复合膜。
背景技术：
聚合物锂离子电池是现今世界上最先进的二次电池，其电池比能量高，充放电速度快，已经逐步取代锂离子电池，应用于手机、笔记本电脑、MP3、PDA、DV 等数码产品中。
锂电池的气胀现象是影响电池安全性的主要因素，它会造成电池的性能下降。聚合物锂离子电池电解液多为腐蚀、渗透性能很强的有机溶剂与极易水解的锂盐组成，在储存过程中，电解液易将锂离子电池的内层膜氧化分层，使包装失去完整性。因此，铝塑复合膜的阻隔性能，以及铝箔的防腐成为需要解决的因素。由于传统聚合物锂离子电池采用复合铝塑膜作为外包装材料，难以承受较大的内部气体压力。因此，气胀现象更加成为了必要的解决因素。
由于聚合物锂离子电池电解液多为腐蚀、渗透性能很强的有机溶剂与极易水解的锂盐组成，当外界的水分以及空气的渗入、导致电池内部CO2显著增加时，会出现相当量的 O2和 N2，而水汽进入则会导致电解液发生化学氧化、溶胀等问题，出现气胀现象，同样也会导致电池使用年限降低等问题。
现有技术中公开的软包装铝塑膜阻隔层使用单层聚酰胺阻隔层，虽然阻隔性能良好，但撕裂强度较差，韧性不足，在折叠、冲压等电池加工工艺中易撕裂，导致包装整体性破坏。
另外有技术中公开的软包装铝塑膜阻隔层为单层改性聚丙烯阻隔层，其抗张强度、拉伸强度较好，耐腐蚀性、绝缘性较好，但阻隔性能较差，储存过程中常会有气体及水分进入包装，影响锂离子电池的使用安全与寿命。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜。本发明具有耐水、防胀气功能。采用本发明，可提高锂电池的安全性和使用寿命。
本发明要解决的另一个问题是提供一种制备锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜的方法。
本发明要解决的上述问题由以下技术方案实现：
本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜，其特征在于由外到内依次有耐刮层、铝箔层、化学防护层、吸收层和阻隔层，耐刮层与铝箔层之间、化学防护层与吸收层之间和吸收层与阻隔层之间均有黏胶层，铝箔层与化学防护层形成在一起。
其中：
所述耐刮层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯90~95份；
过氧化苯甲酰5~10份；
丙烯腈1~3份。
所述铝箔是厚度为30~50微米的铝箔。
所述化学防护层是无机-有机硅氧烷钝化液。
所述吸收层包括气体吸收层和吸水层。
所述气体吸收层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯90~95份；
端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸收剂10~15份；
乙酸钴催化剂0.05~0.1份；
金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料0.5~3份。
所述吸水层含有以下质量份的原料：
纳米级硅胶40~90份；
纳米级氧化铝10~15份；
纳米级氧化钙0~15份。
所述阻隔层包括力学支撑层和低温热封层。
所述力学支撑层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯80~90份；
纳米二氧化硅0~0.3份；
聚氯乙稀1~3份；
聚烯烃弹性体15~18份；
脱氢枞酸0.1~1份；
硬脂酸钙0.05~0.075份。
所述低温热封层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯80~90份；
纳米二氧化硅0~0.3份；
聚烯烃弹性体15~18份。
所述黏胶层是酸改性聚烯烃黏胶。
制备所述锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜的方法的特点是依次包括以下步骤：
（1）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯吹塑成膜，再将过氧化苯甲酰均匀涂覆在膜表面，然后，将涂覆有过氧化苯甲酰的膜置于丙烯腈蒸汽中接枝聚合反应，得到耐刮层；
（2）先将无机-有机硅氧烷钝化液均匀涂覆在铝箔表面，再将表面涂覆有无机-有机硅氧烷钝化液的铝箔放入温度为95~105℃的烘箱内干燥58~62分钟，在铝箔表面形成化学防护层；
（3）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯放入温度为115~125℃的真空干燥箱内干燥23~25小时，再将端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物、或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸氧剂与乙酸钴催化剂一起充分混合后，与金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料和干燥过的聚对苯二甲酸乙二醇酯一起投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料；之后，利用流道温度为255~275℃、膜口温度为255~265℃、真空度为0.08Mpa的双螺杆挤出机，将所述混合料挤出并烘干，得到第一层料；之后，将第一层料投入挤出机中，在270~290℃的温度下共挤成片；之后，在100~120℃的温度下进行双向拉伸，得到气体吸收层；
之后，将纳米级硅胶、纳米级氧化铝和纳米级氧化钙一起放入高速搅拌锅内，混合均匀，得到纳米硅胶粒子；
之后，在气体吸收层表面喷涂一层上述纳米硅胶粒子，在气体吸收层表面形成一层吸水层，由气体吸收层和吸水层一起构成吸收层；
（4）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅、聚氯乙稀、聚烯烃弹性体、脱氢枞酸和硬脂酸钙投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料；之后，利用双螺杆挤出机在215~225℃的流道温度、195~205℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为120~130℃的烘箱干燥50~60分钟，得到力学支撑层用原料；
（5）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅和聚烯烃弹性体投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料；之后，利用双螺杆挤出机在205~215℃的流道温度、195~205℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为120~130℃的烘箱干燥25~35分钟，得到低温热封层用原料；
（6）利用流道温度分别为205~215℃和178~182℃、膜口温度均为210~220℃的两个双螺杆挤出机分别将力学支撑层原料和低温热封层原料挤出后，再用共挤机共挤成膜，得到由力学支撑层和低温热封层构成的组隔层；
（7）在耐刮层与铝箔层、化学防护层与吸收层和吸收层与阻隔层的邻面上均涂覆黏胶层的同时，通过辊压机将耐刮层、铝箔层及化学防护层、吸收层和阻隔层复合在一起，得到锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜。
由上述方案可以看出，本发明的聚合物锂离子包装用铝塑复合膜由外而内依次有耐刮层、铝箔层，化学防护层，吸收层和阻隔层，耐刮层与铝箔层间、化学防护层与吸收层，吸收层和阻隔层间均通过融胶层冷压复合在一起。
由于本发明通过采用聚对苯二甲酸乙二醇酯/丙烯腈接枝共聚改性，有效提高了耐刮层的阻氧阻水性能。
由于铝箔层表面采用无机-有机硅氧烷钝化处理，有效防腐防锈，硅氧烷有疏水性更有效防止了内部电解液对铝箔的侵蚀。
由于吸收层由氧气、二氧化碳吸收层与吸水层构成，通过对包装内氧气、二氧化碳的吸收，有效的防止了电池因为鼓气产生的质量问题。喷涂上的纳米粒子吸水层吸收包装内水分，可有效抵制水汽进入电解液产生氢氟酸等腐蚀性酸和其他气体，提高了铝塑膜的综合阻隔性能。
由于所述阻隔层由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，低雾度的组隔膜。通过对铝箔层进行镀铬，提高了层间强度，使得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是本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜结构示意图。
具体实施方式
实施例一
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
如图1所示，本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜由外到内依次有耐刮层、铝箔层、化学防护层、吸收层和阻隔层，耐刮层与铝箔层之间、化学防护层与吸收层之间和吸收层与阻隔层之间均有黏胶层，铝箔层与化学防护层形成在一起。其中：
所述耐刮层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯90份；
过氧化苯甲酰7份；
丙烯腈3份。
所述铝箔是厚度为30微米的铝箔。
所述化学防护层是无机-有机硅氧烷钝化液。
所述吸收层包括气体吸收层和吸水层。
所述气体吸收层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯92份；
端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸收剂15份；
乙酸钴催化剂0.05份；
金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料3份。
所述吸水层含有以下质量份的原料：
纳米级硅胶40份；
纳米级氧化铝10份；
纳米级氧化钙12份。
所述阻隔层包括力学支撑层和低温热封层。
所述力学支撑层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯90份；
聚氯乙稀2份；
聚烯烃弹性体15份；
脱氢枞酸0.6份；
硬脂酸钙0.075份。
所述低温热封层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯80份；
纳米二氧化硅0.15份；
聚烯烃弹性体18份。
所述黏胶层是酸改性聚烯烃黏胶。
制备本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜的方法依次包括以下步骤：
（1）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯吹塑成膜，再将过氧化苯甲酰均匀涂覆在膜表面。然后，将涂覆有过氧化苯甲酰的膜置于丙烯腈蒸汽中接枝聚合反应，得到耐刮层；
（2）先将无机-有机硅氧烷钝化液均匀涂覆在铝箔表面，再将表面涂覆有无机-有机硅氧烷钝化液的铝箔放入温度为95℃的烘箱内干燥62分钟，在铝箔表面形成化学防护层；
（3）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯放入温度为115℃的真空干燥箱内干燥23小时，再将端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物、或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸氧剂与乙酸钴催化剂一起充分混合后，与金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料和干燥过的聚对苯二甲酸乙二醇酯一起投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用流道温度为275℃、膜口温度为275℃、真空度为0.07Mpa的双螺杆挤出机，将所述混合料挤出并烘干，得到第一层料；之后，将第一层料投入挤出机中，在270℃的温度下共挤成片。之后，在110℃的温度下进行双向拉伸，得到气体吸收层；
之后，将纳米级硅胶、纳米级氧化铝和纳米级氧化钙一起放入高速搅拌锅内，混合均匀，得到纳米硅胶粒子；
之后，在气体吸收层表面喷涂一层上述纳米硅胶粒子，在气体吸收层表面形成一层吸水层，由气体吸收层和吸水层一起构成吸收层；
（4）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅、聚氯乙稀、聚烯烃弹性体、脱氢枞酸和硬脂酸钙投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用双螺杆挤出机在225℃的流道温度、205℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为120℃的烘箱干燥60分钟，得到力学支撑层用原料；
（5）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅和聚烯烃弹性体投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用双螺杆挤出机在205℃的流道温度、200℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为120的烘箱干燥35分钟，得到低温热封层用原料；
（6）利用流道温度分别为215℃和178℃、膜口温度均为220℃的的两个双螺杆挤出机分别将力学支撑层原料和低温热封层原料挤出后，再用共挤机共挤成膜，得到由力学支撑层和低温热封层构成的组隔层；
（7）在耐刮层与铝箔层、化学防护层与吸收层和吸收层与阻隔层的邻面上均涂覆黏胶层的同时，通过辊压机将耐刮层、铝箔层及化学防护层、吸收层和阻隔层复合在一起，得到锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜。
实施例二
如图1所示，本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜由外到内依次有耐刮层、铝箔层、化学防护层、吸收层和阻隔层，耐刮层与铝箔层之间、化学防护层与吸收层之间和吸收层与阻隔层之间均有黏胶层，铝箔层与化学防护层形成在一起。其中：
所述耐刮层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯93份；
过氧化苯甲酰10份；
丙烯腈1份。
所述铝箔是厚度为40微米的铝箔。
所述化学防护层是无机-有机硅氧烷钝化液。
所述吸收层包括气体吸收层和吸水层。
所述气体吸收层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯95份；
端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸收剂10份；
乙酸钴催化剂0.07份；
金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料1.5份。
所述吸水层含有以下质量份的原料：
纳米级硅胶65份；
纳米级氧化铝13份；
纳米级氧化钙15份。
所述阻隔层包括力学支撑层和低温热封层。
所述力学支撑层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯80份；
纳米二氧化硅0.15份；
聚氯乙稀3份；
聚烯烃弹性体15份；
脱氢枞酸1份；
硬脂酸钙0.06份。
所述低温热封层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯85份；
聚烯烃弹性体16份。
所述黏胶层是酸改性聚烯烃黏胶。
制备本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜的方法依次包括以下步骤：
（1）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯吹塑成膜，再将过氧化苯甲酰均匀涂覆在膜表面。然后，将涂覆有过氧化苯甲酰的膜置于丙烯腈蒸汽中接枝聚合反应，得到耐刮层；
（2）先将无机-有机硅氧烷钝化液均匀涂覆在铝箔表面，再将表面涂覆有无机-有机硅氧烷钝化液的铝箔放入温度为100℃的烘箱内干燥60分钟，在铝箔表面形成化学防护层；
（3）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯放入温度为120℃的真空干燥箱内干燥24小时，再将端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物、或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸氧剂与乙酸钴催化剂一起充分混合后，与金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料和干燥过的聚对苯二甲酸乙二醇酯一起投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用流道温度为255℃、膜口温度为255℃、真空度为0.08Mpa的双螺杆挤出机，将所述混合料挤出并烘干，得到第一层料；之后，将第一层料投入挤出机中，在280℃的温度下共挤成片。之后，在120℃的温度下进行双向拉伸，得到气体吸收层；
之后，将纳米级硅胶、纳米级氧化铝和纳米级氧化钙一起放入高速搅拌锅内，混合均匀，得到纳米硅胶粒子；
之后，在气体吸收层表面喷涂一层上述纳米硅胶粒子，在气体吸收层表面形成一层吸水层，由气体吸收层和吸水层一起构成吸收层；
（4）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅、聚氯乙稀、聚烯烃弹性体、脱氢枞酸和硬脂酸钙投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用双螺杆挤出机在220℃的流道温度、200℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为125℃的烘箱干燥55分钟，得到力学支撑层用原料；
（5）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅和聚烯烃弹性体投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用双螺杆挤出机在210℃的流道温度、205℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为125的烘箱干燥30分钟，得到低温热封层用原料；
（6）利用流道温度分别为210℃和180℃、膜口温度均为215℃的两个双螺杆挤出机分别将力学支撑层原料和低温热封层原料挤出后，再用共挤机共挤成膜，得到由力学支撑层和低温热封层构成的组隔层；
（7）在耐刮层与铝箔层、化学防护层与吸收层和吸收层与阻隔层的邻面上均涂覆黏胶层的同时，通过辊压机将耐刮层、铝箔层及化学防护层、吸收层和阻隔层复合在一起，得到锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜。
实施例三
如图1所示，本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜由外到内依次有耐刮层、铝箔层、化学防护层、吸收层和阻隔层，耐刮层与铝箔层之间、化学防护层与吸收层之间和吸收层与阻隔层之间均有黏胶层，铝箔层与化学防护层形成在一起。其中：
所述耐刮层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯95份；
过氧化苯甲酰5份；
丙烯腈2份。
所述铝箔是厚度为50微米的铝箔。
所述化学防护层是无机-有机硅氧烷钝化液。
所述吸收层包括气体吸收层和吸水层。
所述气体吸收层含有以下质量份的原料：
聚对苯二甲酸乙二醇酯90份；
端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸收剂13份；
乙酸钴催化剂0.1份；
金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料0.5份。
所述吸水层含有以下质量份的原料：
纳米级硅胶90份；
纳米级氧化铝15份。
所述阻隔层包括力学支撑层和低温热封层。
所述力学支撑层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯85份；
纳米二氧化硅0.3份；
聚氯乙稀1份；
聚烯烃弹性体18份；
脱氢枞酸0.1份；
硬脂酸钙0.05份。
所述低温热封层含有以下质量份的原料：
无规共聚聚丙烯90份；
纳米二氧化硅0.3份；
聚烯烃弹性体15份。
所述黏胶层是酸改性聚烯烃黏胶。
制备本发明的锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜的方法依次包括以下步骤：
（1）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯吹塑成膜，再将过氧化苯甲酰均匀涂覆在膜表面。然后，将涂覆有过氧化苯甲酰的膜置于丙烯腈蒸汽中接枝聚合反应，得到耐刮层；
（2）先将无机-有机硅氧烷钝化液均匀涂覆在铝箔表面，再将表面涂覆有无机-有机硅氧烷钝化液的铝箔放入温度为105℃的烘箱内干燥58分钟，在铝箔表面形成化学防护层；
（3）先将聚对苯二甲酸乙二醇酯放入温度为125℃的真空干燥箱内干燥25小时，再将端羟基聚丁二烯/顺酐酯化物吸氧剂、或1,4-丁烯二醇/顺丁烯二酸酐酯化物、或1,4-丁烯二醇/甲基四氢邻苯二甲酸酐酯化吸氧剂与乙酸钴催化剂一起充分混合后，与金属-有机骨架材料（MOFs）类浮石咪唑基骨架材料和干燥过的聚对苯二甲酸乙二醇酯一起投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用流道温度为265℃、膜口温度为265℃、真空度为0.075Mpa的双螺杆挤出机，将所述混合料挤出并烘干，得到第一层料；之后，将第一层料投入挤出机中，在290℃的温度下共挤成片。之后，在100℃的温度下进行双向拉伸，得到气体吸收层；
之后，将纳米级硅胶、纳米级氧化铝和纳米级氧化钙一起放入高速搅拌锅内，混合均匀，得到纳米硅胶粒子；
之后，在气体吸收层表面喷涂一层上述纳米硅胶粒子，在气体吸收层表面形成一层吸水层，由气体吸收层和吸水层一起构成吸收层；
（4）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅、聚氯乙稀、聚烯烃弹性体、脱氢枞酸和硬脂酸钙投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用双螺杆挤出机在215℃的流道温度、195℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为130℃的烘箱干燥50分钟，得到力学支撑层用原料；
（5）先将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅和聚烯烃弹性体投入高速搅拌锅内，混合均匀，得到混合料。之后，利用双螺杆挤出机在215℃的流道温度、195℃的膜口温度下，将混合料挤出并迅速冷却至常温后，再用温度为130的烘箱干燥35分钟，得到低温热封层用原料；
（6）利用流道温度分别为205℃和180℃、膜口温度均为210℃的两个双螺杆挤出机分别将力学支撑层原料和低温热封层原料挤出后，再用共挤机共挤成膜，得到由力学支撑层和低温热封层构成的组隔层；
（7）在耐刮层与铝箔层、化学防护层与吸收层和吸收层与阻隔层的邻面上均涂覆黏胶层的同时，通过辊压机将耐刮层、铝箔层及化学防护层、吸收层和阻隔层复合在一起，得到锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜。