一种锂电池用防腐蚀保护膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及锂电池用材料制备领域，具体而言，涉及一种锂电池用防腐蚀保护膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、锂电池具有质量轻以及高比能的优点而被广泛应用，为了提高锂电池的安全性能以及正常工作，需要对锂电池的裸电芯进行封装，现有技术中一般通过铝塑膜或钢铁材料来包装锂电池，其中包装锂电池的材料一般包括封口粘结作用的粘结层、防止外部水汽渗入的金属层以及防止电池损伤，起保护作用的保护膜。从锂电池的成分分析，电解液中的锂盐水解具有极强的腐蚀性，碳酸盐基电解质极易受到li2o与o2-等高氧化性放电中间体影响，使其形成不可逆的li2co3副产物,同时腐蚀损耗。由于外界环境也存在较多的腐蚀性成分，若外力刮伤保护层，腐蚀性侵入，造成金属锂的消耗，均会严重影响锂电池的循环使用寿命和电池使用过程中的安全性。因此，研究锂电池用的保护膜的防腐蚀性能具有极其重要的意义，现有技术中通过在锂电池的表面涂覆防腐涂料，但普遍存在防腐蚀作用有限而受到腐蚀影响的问题。

2、如中国专利公开号为cn103633264a的专利公开了一种在铝箔亮面上涂覆由锌粉、铝粉、铬酸、氟化物以及去离子水组成的防腐涂层来提高锂电池软包装材料的耐腐蚀性能。但该材料在制备过程中容易出现较多的缺陷使得吸收饮料造成应力集中，进而产生针孔，且涂覆使用时涂膜容易收缩导致应力集中，不利于锂电池的使用的问题。再如公布号为cn105751640b的中国发明专利公开了一种用于新能源锂电池组的pet薄膜，通过设置第一胶粘层、第一pet层、第二胶粘层、第二pet层以及离型涂层来保护锂电池，但该pet薄膜的耐腐蚀性、耐磨性以及耐候性依然有待进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂电池用防腐蚀保护膜及其制备方法和应用以解决现有技术中锂电池用防腐蚀保护膜的耐腐蚀性、耐磨性以及耐候性不佳的问题。

2、为实现上述目的，本发明所提供的一种锂电池用防腐蚀保护膜及其制备方法和应用，具体方案如下：

3、一种锂电池用防腐蚀保护膜，按照重量份比计，包括以下制备原料：

4、聚氯乙烯树脂45份~55份、丙烯酸改性醇酸树脂32份~45份、聚乙二醇20份~23份、葡甘露聚糖16份~20份、十六烷基三甲基溴化铵3份~7份、改性填料1份~13份、增塑剂1份~5份、稳定剂1份~2份、分散剂1份~2份、表面活性剂1份~3份；

5、其中，所述改性填料的制备方法为：将氧化硅、氧化锌、碳纳米管以及石墨烯按比例混合，得到混合物，然后往所述混合物中加入无水乙醇进行第一次搅拌处理，再加入八甲基环四硅氧烷进行第二次搅拌处理，冷却至室温，经过洗涤处理、球磨处理以及干燥处理得到。

6、进一步地，按照质量比，所述氧化硅、所述氧化锌、所述碳纳米管以及所述石墨烯的比例为（1~5）：（2~7）：（1~7）：（4~13）。

7、进一步地，所述第一次搅拌处理的速度为50r/min~80r/min，时间为1h~3h。

8、进一步地，所述第二次搅拌处理的速度为100r/min~150r/min，温度为45℃~65℃，时间为2h~5h。

9、进一步地，所述改性填料的厚径比为0.20nm~0.35nm。

10、进一步地，所述增塑剂为氨基硅油、邻苯二甲酸酯、磷酸三甲苯酯以及聚癸二酸丙二醇酯中的一种或多种混合物。

11、进一步地，所述稳定剂为马来酸二辛基锡、季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、辛基氧化锡、双丁基氧化锡以及辛基硫醇锡中的一种或多种混合物。

12、进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠以及聚丙烯酸中至少一种。

13、另外，本申请提供一种锂电池用防腐蚀保护膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

14、将聚氯乙烯树脂、丙烯酸改性醇酸树脂、聚乙二醇、葡甘露聚糖以及十六烷基三甲基溴化铵添加至混合釜中，混合均匀后，得到混合物a；

15、往所述混合物a中添加改性填料、增塑剂以及分散剂，于搅拌速度为150r/min~300r/min，温度为55℃~90℃的条件下搅拌处理2h~5h后，超声处理20min~40min，得到混合物b；

16、往所述混合物b中加入稳定剂以及表面活性剂，以5℃/min~10℃/min的升温速度升温至150℃~200℃，处理1h~3h，经流延到表面光洁的冷却辊上迅速冷却，得到锂电池用防腐蚀保护膜。

17、本申请还提供一种锂电池用防腐蚀保护膜的应用，所述应用为所述锂电池用防腐蚀保护膜作为锂电池铝塑膜的表面保护膜的使用，且所述使用方法如下：

18、所述锂电池铝塑膜包括铝箔层，将所述铝箔层的表面进行等离子体处理，然后将所述锂电池用防腐蚀保护膜贴合于铝箔层的两侧，且所述锂电池用防腐蚀保护膜与所述铝箔层之间涂覆有粘合剂，再进行干法复合。

19、上述方案中通过将聚氯乙烯树脂、丙烯酸改性醇酸树脂以及聚乙二醇复配树脂体系，相容性佳能相互作用形成致密结构，且丙烯酸改性醇酸树脂中含有氧杂原子，也能充当吸附中心，使得与铝箔层具有更优异的结合界面。然后在体系中加入葡甘露聚糖以及十六烷基三甲基溴化铵，羟基和环氧基团的存在能与铝箔层材料产生静电作用以及配位作用，整体上达到缓蚀的目的。再将氧化硅、氧化锌、碳纳米管以及石墨烯按比例复配改性，改性填料不仅具有显著的分散性能，在本申请复配树脂体系具有优异的相容性，还能产生剪切热使聚合物完成接枝过程形成致密屏障，显著地提高本申请锂电池防腐蚀保护膜的耐候性、防腐蚀性以及力学强度。

技术特征：

1.一种锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，按照重量份比计，包括以下制备原料：

2.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，按照质量比，所述氧化硅、所述氧化锌、所述碳纳米管以及所述石墨烯的比例为（1~5）：（2~7）：（1~7）：（4~13）。

3.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，所述第一次搅拌处理的速度为50r/min~80r/min，时间为1h~3h。

4.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，所述第二次搅拌处理的速度为100r/min~150r/min，温度为45℃~65℃，时间为2h~5h。

5.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，所述改性填料的厚径比为0.20nm~0.35nm。

6.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，所述增塑剂为氨基硅油、邻苯二甲酸酯、磷酸三甲苯酯以及聚癸二酸丙二醇酯中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，所述稳定剂为马来酸二辛基锡、季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、辛基氧化锡、双丁基氧化锡以及辛基硫醇锡中的一种或多种混合物。

8.根据权利要求1所述的锂电池用防腐蚀保护膜，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠以及聚丙烯酸中的至少一种。

9.一种锂电池用防腐蚀保护膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1~8任一项所述的锂电池用防腐蚀保护膜，所述制备方法包括以下步骤：

10.一种锂电池用防腐蚀保护膜的应用，其特征在于，所述应用为权利要求1~8任一项所述锂电池用防腐蚀保护膜作为锂电池铝塑膜的表面保护膜的使用，且所述使用方法如下：

技术总结
本发明公开了一种锂电池用防腐蚀保护膜及其制备方法和应用，属于锂电池用材料制备领域，本申请将聚氯乙烯树脂、丙烯酸改性醇酸树脂以及聚乙二醇复配树脂体系，能相互作用形成致密结构，且丙烯酸改性醇酸树脂中含有氧杂原子，也能充当吸附中心，使得与铝箔层具有更优异的结合界面，加入葡甘露聚糖以及十六烷基三甲基溴化铵，羟基和环氧基团的存在能与铝箔层材料产生静电作用以及配位作用，整体上达到缓蚀的目的。再将氧化硅、氧化锌、碳纳米管以及石墨烯按比例复配改性，改性填料不仅具有显著的分散性能以及优异的相容性，还能产生剪切热使聚合物完成接枝过程形成致密屏障，显著地提高锂电池防腐蚀保护膜的耐候性、防腐蚀性及力学强度。

技术研发人员：唐伟林,曾卞宇,朱晓玲
受保护的技术使用者：广州市鸿大胶粘制品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7