一种具有耐热、水分阻隔及绝缘性能优异的金属复合膜的制作方法

本发明涉及电子元器件的相关，且特别攸关一种具有耐热、水分阻隔及绝缘性能优异的金属复合膜。

背景技术：

1、锂离子电池分为方形、圆柱、软包三大类型，其中，方形和圆柱的外壳主要采用铝合金、不锈钢等硬壳，而铝合金外壳材料可为铝，使用金属和树脂层叠而成的软包外壳则采用金属复合膜，可改善了硬装电池外形设计不灵活的缺失。

2、金属复合膜主要有干法品与热法品等两种产品类型，所谓干法品由外到内依次为外基材树脂层，外层胶粘剂层，中间金属层，内层胶粘剂层和热熔接树脂层所构成。而热法品由外到内分别为外基材树脂层，外层胶粘剂层，中间金属层和内热熔接树脂层所构成，作为电池的外包装材料。

3、针对电池对外包装材料的耐高温性，耐腐蚀性，耐久性，安全性提出了更高规格的要求，由于3c类产品在充放电过程会产生一定的热量，动力锂离子电池会产生更多的热量，使用在3c设备的耐用年数较短约为2-5年，ev用锂离子电池的使用寿命要求有10年以上，长期的寿命方面还有一定的欠缺，此外，常有锂离子电池的起火事故发生，依然存在安全性方面的疑虑，在绝缘性能方面亦有欠缺。

4、目前主要以聚丙烯作为内层胶粘剂层，其融点介于70℃-80℃之间，另外，内层接着剂酸改性聚丙烯其酸改性的酸接枝率较低，通常在2％以下，其在保存环境中部分水解。而内层接着剂在固化剂存在条件下发生反应交联的单元不足。产品特性金属复合膜的耐热性、耐腐蚀性、耐久性、安全性等方面存在显着的缺陷。实际使用时，常有发生电解液的溶胀、电解液渗透，降低了电池内部的化学体系稳定工作，在严重情况下还会鼓气裂开，严重影响使用的安全性，亦无法满足次世代产品全固态型电池的使用需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明期望提供一种具有耐热，水分阻隔及绝缘性能优异的金属复合膜，进一步地通过材料共同作用，满足内层胶粘剂层的耐热性和热封后及作为内容的电解液的电解环境中的耐液热封性能，及电池对外包装材料的绝缘性能。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提出一种金属复合膜，包括：一金属层、一内层粘接层、一热熔接树脂层、一外层粘接层、及一外层，所述外层设置于所述金属层一侧，所述热熔接树脂层设置于所述金属层另一侧，所述内层粘接层设置于所述金属层与所述热熔接树脂层之间，所述外层粘接层设置于所述外层与所述金属层之间，所述内层粘接层含有酸改性聚丙烯、环氧系固化剂、胺类促进剂、含酸酐基化合物的架桥剂，或含有酸改性聚丙烯、异氰酸酯固化剂、含酸酐基化合物的架桥剂。

4、较佳地，所述内层粘接层含有酸改性聚丙烯、异氰酸酯固化剂、含酸酐基化合物的架桥剂。

5、较佳地，所述架桥剂具有至少1个酸酐，其酸酐包括直链型酸酐、芳香族酸酐、脂环族酸酐中的一种或多种。

6、较佳地，所述架桥剂的碳原子数为4至20，烯烃的不饱和度为1以上。

7、较佳地，所述架桥剂含有碳-碳双键和甲基。

8、较佳地，所述架桥剂的酸值为100mgkoh/g至800mgkoh/g。

9、较佳地，所述酸改性聚丙烯含有聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂使用羧酸或其酸酐进行接枝处理改性，所述酸改性聚丙烯的酸值为1至5，熔点为70至130℃，重均分子量为10万至25万。

10、较佳地，所述架桥剂相对于所述环氧系固化剂，所述架桥剂占所述环氧系固化剂的重量比为10％至100％。

11、较佳地，所述胺类促进剂包括脂肪族胺类、芳香胺类固化剂的一种或多种，所述胺类促进剂相对于所述酸改性聚丙烯重量份为0.02至2。

12、较佳地，所述胺类促进剂包括芳香胺类固化剂，芳香胺类固化剂为仲胺、叔胺类芳香胺类化合物、n,n-二甲基苄胺，所述胺类促进剂相对于所述酸改性聚丙烯重量份为0.02至2。

13、较佳地，所述胺类促进剂包括n,n-二甲基苄胺。

14、较佳地，所述环氧系固化剂选自于双酚a环氧树脂、双酚f型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧、邻甲酚型酚醛环氧、三苯酚甲烷型及四苯酚乙烷型环氧、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。

15、较佳地，所述环氧系固化剂为双酚a环氧树脂和酚醛环氧树脂，其环氧值为0.2mol/100g至2.0mol/100g，所述环氧系固化剂相对于所述酸改性聚丙烯的重量份为2至15。

16、较佳地，所述异氰酸酯固化剂含有50％以上的六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，所述酸改性聚丙烯中的羧基摩尔数相对于所述异氰酸酯固化剂的异氰酸酯基摩尔数(nco值)的比值nco/cooh为1.36至4.32。

17、依本发明，所述的金属复合膜，通过内层粘接层为由含有酸改性聚丙烯、环氧系固化剂、胺类促进剂、含酸酐基化合物的架桥剂，或含有酸改性聚丙烯、异氰酸酯固化剂、含酸酐基化合物的架桥剂所构成，环氧系固化剂在交联反应后会热变形温度提高，有较高的耐温性能，同时含酸酐基化合物的架桥剂分子结构中很少含有较长的碳-碳双键和甲基，折叠缠绕少于酸改性聚丙烯，酸酐官能团能够更多的与环氧固化剂反应，增加交联密度，进一步提升耐高温性能和耐电解液性能，具有结构稳定性更高、分子链不容易断裂、绝缘能力更强，使其电气绝缘性能、机械力学性能均优于现有技术性能。

技术特征：

1.一种金属复合膜，其特征在于，包括：

2.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述内层粘接层含有酸改性聚丙烯、异氰酸酯固化剂、含酸酐基化合物的架桥剂。

3.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述架桥剂具有至少1个酸酐，其酸酐包括直链型酸酐、芳香族酸酐、脂环族酸酐中的一种或多种。

4.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述架桥剂的碳原子数为4至20，烯烃的不饱和度为1以上。

5.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述架桥剂含有碳-碳双键和甲基。

6.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述架桥剂的酸值为100mgkoh/g至800mgkoh/g。

7.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述酸改性聚丙烯含有聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂使用羧酸或其酸酐进行接枝处理改性，所述酸改性聚丙烯的酸值为1至5，熔点为70至130℃，重均分子量为10万至25万。

8.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述架桥剂相对于所述环氧系固化剂，所述架桥剂占所述环氧系固化剂的重量比为10％至100％。

9.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述胺类促进剂包括脂肪族胺类、芳香胺类固化剂的一种或多种，所述胺类促进剂相对于所述酸改性聚丙烯重量份为0.02至2。

10.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述胺类促进剂包括芳香胺类固化剂，芳香胺类固化剂为仲胺、叔胺类芳香胺类化合物、n,n-二甲基苄胺，所述胺类促进剂相对于所述酸改性聚丙烯重量份为0.02至2。

11.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述胺类促进剂包括n,n-二甲基苄胺。

12.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述环氧系固化剂选自于双酚a环氧树脂、双酚f型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧、邻甲酚型酚醛环氧、三苯酚甲烷型及四苯酚乙烷型环氧、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。

13.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述环氧系固化剂为双酚a环氧树脂和酚醛环氧树脂，其环氧值为0.2mol/100g至2.0mol/100g，所述环氧系固化剂相对于所述酸改性聚丙烯的重量份为2至15。

14.依权利要求1所述的金属复合膜，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂含有50％以上的六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，所述酸改性聚丙烯中的羧基摩尔数相对于所述异氰酸酯固化剂的异氰酸酯基摩尔数(nco值)的比值nco/cooh为1.36至4.32。

技术总结
本发明提出的金属复合膜，包括：一金属层、一内层粘接层、一热熔接树脂层、一外层粘接层、及一外层，所述外层设置于所述金属层一侧，所述热熔接树脂层设置于所述金属层另一侧，所述内层粘接层设置于所述金属层与所述热熔接树脂层之间，所述外层粘接层设置于所述外层与所述金属层之间，所述内层粘接层含有酸改性聚丙烯、环氧系固化剂、胺类促进剂、含酸酐基化合物的架桥剂，或含有酸改性聚丙烯、异氰酸酯固化剂、含酸酐基化合物的架桥剂。

技术研发人员：庄志,张茜,程跃
受保护的技术使用者：江苏睿捷新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11