本发明涉及锂电池软包装膜技术领域，具体为一种动力锂电池软包装膜的制备工艺。
背景技术：
在新能源快速发展的今天，新能源汽车，特别是纯电动汽车，作为关键部件的动力锂电池的容量、安全等性能指标在不断提升。与目前传统的动力锂电池的钢壳、铝壳包装相比，动力锂电池的软包装存在如下优势：安全性能好，不像钢壳、铝壳包装会发生爆炸；重量轻，较同等容量的钢壳轻40％，较铝壳轻20％；容量大，较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10～15％，较铝壳电池高5～10％；内阻小，内阻最小可达35mω以下，极大的降低了电池的自耗电；设计灵活，可薄形化、任意面积化和任意形状化。
锂电池软包装膜作为电池芯的外壳，需要满足以下基本要求：极好的热封性、内层材料不与电解液起反应且整体耐电解液的性能、极高的阻水阻氧性能、极好的耐冲深性能，动力锂电池的软包装膜通常由外层、铝层、内层组成，内层需耐穿刺、耐电解液稳定、高绝缘，膜整体需极高的阻隔性和良好的冷冲压成型性。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种动力锂电池软包装膜的制备工艺，用于解决锂电池软包装膜作为电池芯的外壳，需要满足以下基本要求：极好的热封性、内层材料不与电解液起反应且整体耐电解液的性能、极高的阻水阻氧性能、极好的耐冲深性能，动力锂电池的软包装膜通常由外层、铝层、内层组成，内层需耐穿刺、耐电解液稳定、高绝缘，膜整体需极高的阻隔性和良好的冷冲压成型性的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种动力锂电池软包装膜的制备工艺，该动力锂电池软包装膜包括如下重量份原料：内膜基材一20-30份、内膜基材二20-30份、内膜基材三20-30份、聚酰胺60-80份、evoh树脂25-35份、铝箔基膜50-70份、纳米二氧化钛5-10份、纳米二氧化硅5-10份、添加剂一1-3份、添加剂二1-3份以及胶黏剂3-5份；
该动力锂电池软包装膜的制备工艺包括如下步骤：
第一步、制备内层膜；
步骤s1：将内膜基材一、内膜基材二、内膜基材三以及三分之一的聚酰胺加入不同的挤出机中，在聚酰胺中加入添加剂一，然后在温度180-200℃条件下，从不同的挤出机挤入同一t型模头，控制成膜厚度在25-45μm，以速度12-14m/min流延至温度15-20℃冷却辊筒的辊面上，冷却辊速度设置为12-14m/min，得到初膜，初膜经过牵引轮在速度12-14m/min条件下，进入后冷却辊在速度12-14m/min、温度15-20℃条件下，进行切边，得到内层基膜；
步骤s2：将步骤s2得到的内层基膜与evoh树脂采用挤复的方式复合，控制evoh树脂层厚度在15-25μm，得到内层膜；
第二步、制备中间层膜；
步骤s3：将纳米二氧化钛涂覆于铝箔基膜上，控制成膜厚度在40-60μm，涂覆完成后，得到中间层膜；
第三步、制备外层膜；
步骤s4：将剩余的聚酰胺与添加剂二熔融混合，制备成膜后，进行双向拉伸，首先进行两次纵向拉伸，其中第一次纵向拉伸1.6-2.0倍，第二次纵向拉伸1.6-2.0倍；然后将经过第二纵向拉伸的聚酰胺膜横向拉伸3-4倍，然后将纳米二氧化硅涂覆于拉伸后的聚酰胺膜上，控制膜的厚度在35-55μm；
第四步、膜的复合；
步骤s5：将第一步得到的内层膜、第二步得到的中间层膜以及第三步得到的外层膜使用粘合剂复合，复合完成后，即得到一种动力锂电池软包装膜。
进一步地，所述内膜基材一由如下步骤制成：将三元共聚聚丙烯加入的双螺杆挤出机中，然后在双螺杆挤出机中加入交联单体、引发剂与石墨烯，在温度85℃条件下，进行微交联反应4h，反应结束后，得到内膜基材一，其中三元共聚聚丙烯与交联单体用量的摩尔比为1：1，所述引发剂所用的质量为三元共聚聚丙烯与交联单体总质量的1％，所述石墨烯与引发剂的质量比为1：1。
进一步地，所述内膜基材二由如下步骤制成：将均聚聚丙烯加入的双螺杆挤出机中，然后在双螺杆挤出机中加入交联单体、引发剂与石墨烯，在温度78℃条件下，进行微交联反应3.5h，反应结束后，得到内膜基材二，其中均聚聚丙烯与交联单体用量的摩尔比为2：1，所述引发剂所用的质量为均聚聚丙烯与交联单体总质量的1％，所述石墨烯与引发剂的质量比为1：1。
进一步地，述内膜基材三由如下步骤制成：将混合聚丙烯加入的双螺杆挤出机中，然后在双螺杆挤出机中加入交联单体、引发剂与石墨烯，在温度80℃条件下，进行微交联反应4h，反应结束后，得到内膜基材三，其中混合聚丙烯与交联单体用量的摩尔比为1：2，所述引发剂所用的质量为混合聚丙烯与交联单体总质量的1％，所述石墨烯与引发剂的质量比为1：1。
进一步地，所述交联单体为季戊四醇四丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酸酯、二乙烯苯、三丙烯基异氰脲酸酯中的一种或几种按任意比例混合，所述引发剂为过氧化二异丙苯(dcp)、2,5-二甲基-2,5-(二叔丁基过氧)己烷中的一种。
进一步地，所述添加剂一为抗静电剂、分散剂，所述添加剂二为分散剂、流平剂、阻燃剂、抗静电剂以及抗菌剂。
进一步地，第一步中所述的内膜层以三元共聚聚丙烯为最内层，外层依次为均聚聚丙烯、混合聚丙烯以及尼龙层。
(三)有益效果
本发明提供了一种动力锂电池软包装膜的制备工艺，与现有技术相比具备以下有益效果：内层膜采用多层共挤方法制备基膜，以三元共聚聚丙烯为最里层可以适当降低热封温度，均聚聚丙烯、混合聚丙烯、尼龙等依次形成其它层，在各聚丙烯层的原料中加入少量季戊四醇四丙烯酸酯甘油三丙烯酸酸酯、二乙烯苯、三丙烯基异氰脲酸酯等含3个及以上官能团的可反应性单体，具有耐穿刺、耐电解液、高阻隔、高绝缘、高热封强度的功能，并添加了抗静电剂、分散剂，具有良好的热封性能的同时还保证了内层的强度与成膜的平整性，中间层膜采用高延展性的铝箔为基材，并在其表面涂布纳米级二氧化钛，纳米级二氧化钛具有抗氧化、抗强酸、抗强腐蚀的功能，使中间层膜达到高延展耐腐蚀铝箔中间层的要求，最外层膜采用尼龙制备，并添加分散剂、流平剂、阻燃剂、抗静电剂以及抗菌剂，使其具有抗静电、耐高温、抗菌等功能，又因为锂电池的电解液中含有遇水分能迅速产生强腐蚀性氢氟酸的锂盐，导致胀气等缺陷，所以采用双向拉伸尼龙并在表面涂覆纳米二氧化硅，可以实现对氧和水的有效阻隔，具有良好的阻隔性能，最终制得的复合膜同时具备耐腐蚀、耐穿刺、高热封强度、高延展性以及高阻隔的特点，有效解决了锂电池软包装膜作为电池芯的外壳，需要满足以下基本要求：极好的热封性、内层材料不与电解液起反应且整体耐电解液的性能、极高的阻水阻氧性能、极好的耐冲深性能，动力锂电池的软包装膜通常由外层、铝层、内层组成，内层需耐穿刺、耐电解液稳定、高绝缘，膜整体需极高的阻隔性和良好的冷冲压成型性的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种动力锂电池软包装膜的制备工艺，该动力锂电池软包装膜包括如下重量份原料：内膜基材一20份、内膜基材二20份、内膜基材三20份、聚酰胺60份、evoh树脂25份、铝箔基膜50份、纳米二氧化钛5份、纳米二氧化硅5份、添加剂一1份、添加剂二1份以及胶黏剂3份；
该动力锂电池软包装膜的制备工艺包括如下步骤：
第一步、制备内层膜；
步骤s1：将内膜基材一、内膜基材二、内膜基材三以及三分之一的聚酰胺加入不同的挤出机中，在聚酰胺中加入添加剂一，然后在温度180℃条件下，从不同的挤出机挤入同一t型模头，控制成膜厚度在25μm，以速度12m/min流延至温度15℃冷却辊筒的辊面上，冷却辊速度设置为12m/min，得到初膜，初膜经过牵引轮在速度12m/min条件下，进入后冷却辊在速度12m/min、温度15℃条件下，进行切边，得到内层基膜；
步骤s2：将步骤s2得到的内层基膜与evoh树脂采用挤复的方式复合，控制evoh树脂层厚度在15μm，得到内层膜；
第二步、制备中间层膜；
步骤s3：将纳米二氧化钛涂覆于铝箔基膜上，控制成膜厚度在40μm，涂覆完成后，得到中间层膜；
第三步、制备外层膜；
步骤s4：将剩余的聚酰胺与添加剂二熔融混合，制备成膜后，进行双向拉伸，首先进行两次纵向拉伸，其中第一次纵向拉伸1.6倍，第二次纵向拉伸1.6倍；然后将经过第二纵向拉伸的聚酰胺膜横向拉伸3倍，然后将纳米二氧化硅涂覆于拉伸后的聚酰胺膜上，控制膜的厚度在35μm；
第四步、膜的复合；
步骤s5：将第一步得到的内层膜、第二步得到的中间层膜以及第三步得到的外层膜使用粘合剂复合，复合完成后，即得到一种动力锂电池软包装膜。
实施例2
一种动力锂电池软包装膜的制备工艺，该动力锂电池软包装膜包括如下重量份原料：内膜基材一25份、内膜基材二25份、内膜基材三25份、聚酰胺70份、evoh树脂30份、铝箔基膜60份、纳米二氧化钛7.5份、纳米二氧化硅7.5份、添加剂一2份、添加剂二2份以及胶黏剂4份；
该动力锂电池软包装膜的制备工艺包括如下步骤：
第一步、制备内层膜；
步骤s1：将内膜基材一、内膜基材二、内膜基材三以及三分之一的聚酰胺加入不同的挤出机中，在聚酰胺中加入添加剂一，然后在温度190℃条件下，从不同的挤出机挤入同一t型模头，控制成膜厚度在35μm，以速度13m/min流延至温度17.5℃冷却辊筒的辊面上，冷却辊速度设置为13m/min，得到初膜，初膜经过牵引轮在速度13m/min条件下，进入后冷却辊在速度13m/min、温度17.5℃条件下，进行切边，得到内层基膜；
步骤s2：将步骤s2得到的内层基膜与evoh树脂采用挤复的方式复合，控制evoh树脂层厚度在20μm，得到内层膜；
第二步、制备中间层膜；
步骤s3：将纳米二氧化钛涂覆于铝箔基膜上，控制成膜厚度在50μm，涂覆完成后，得到中间层膜；
第三步、制备外层膜；
步骤s4：将剩余的聚酰胺与添加剂二熔融混合，制备成膜后，进行双向拉伸，首先进行两次纵向拉伸，其中第一次纵向拉伸1.8倍，第二次纵向拉伸1.8倍；然后将经过第二纵向拉伸的聚酰胺膜横向拉伸3.5倍，然后将纳米二氧化硅涂覆于拉伸后的聚酰胺膜上，控制膜的厚度在45μm；
第四步、膜的复合；
步骤s5：将第一步得到的内层膜、第二步得到的中间层膜以及第三步得到的外层膜使用粘合剂复合，复合完成后，即得到一种动力锂电池软包装膜。
实施例3
一种动力锂电池软包装膜的制备工艺，该动力锂电池软包装膜包括如下重量份原料：内膜基材一30份、内膜基材二30份、内膜基材三30份、聚酰胺80份、evoh树脂35份、铝箔基膜70份、纳米二氧化钛10份、纳米二氧化硅10份、添加剂一3份、添加剂二3份以及胶黏剂5份；
该动力锂电池软包装膜的制备工艺包括如下步骤：
第一步、制备内层膜；
步骤s1：将内膜基材一、内膜基材二、内膜基材三以及三分之一的聚酰胺加入不同的挤出机中，在聚酰胺中加入添加剂一，然后在温度200℃条件下，从不同的挤出机挤入同一t型模头，控制成膜厚度在45μm，以速度14m/min流延至温度20℃冷却辊筒的辊面上，冷却辊速度设置为14m/min，得到初膜，初膜经过牵引轮在速度14m/min条件下，进入后冷却辊在速度14m/min、温度20℃条件下，进行切边，得到内层基膜；
步骤s2：将步骤s2得到的内层基膜与evoh树脂采用挤复的方式复合，控制evoh树脂层厚度在25μm，得到内层膜；
第二步、制备中间层膜；
步骤s3：将纳米二氧化钛涂覆于铝箔基膜上，控制成膜厚度在60μm，涂覆完成后，得到中间层膜；
第三步、制备外层膜；
步骤s4：将剩余的聚酰胺与添加剂二熔融混合，制备成膜后，进行双向拉伸，首先进行两次纵向拉伸，其中第一次纵向拉伸2.0倍，第二次纵向拉伸2.0倍；然后将经过第二纵向拉伸的聚酰胺膜横向拉伸4倍，然后将纳米二氧化硅涂覆于拉伸后的聚酰胺膜上，控制膜的厚度在55μm；
第四步、膜的复合；
步骤s5：将第一步得到的内层膜、第二步得到的中间层膜以及第三步得到的外层膜使用粘合剂复合，复合完成后，即得到一种动力锂电池软包装膜。
对比例
市面上常用的动力锂电池包装软膜
对实施例1-3与对比例进行性能测试，参照gb/t1037-1988进行水蒸气透过量测试，参照gb/t19789进行氧气透过量测试，参照gb/t15821-1995进行延伸率测试，参照gb1763-1979进行防腐性能测试，得到结果如下：
由上表可以看出，实施例1-3制备的包装软膜相较于对比例的包装软膜具备低的水蒸气透过量与氧气透过量，可以很好的阻隔水蒸气与氧气，且具有良好的延伸率与耐腐蚀性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。