[發明專利]一種用于鋰離子電池的軟包鋁塑膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201611154097.7
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106784417A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 郭留希;楊晉中;李盟;武艷強;尹維召;文炯;王聰
• 申請（專利權）人: 鄭州華晶金剛石股份有限公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/0525
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司41126
• 代理人: 田小伍,田磊

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料領域，具體涉及一種一種用于鋰離子電池的軟包鋁塑膜及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為新一代的綠色新能源電池，具有重量輕、容量密度大、電壓高、無記憶效應等優點，并廣泛應用在筆記本電腦、手機、數碼相機等便攜式電子設備中，近年來逐步向新能源汽車領域發展。正是由于鋰電池在國民生活上的廣泛應用，故對鋰電池的安全性能提出了越來越高的要求。傳統的鋰電池外殼是用鐵、鋁、銅等金屬材經過模具的沖壓制成盛裝電解液容器，但是由于金屬材料的剛性和脆性，存在一定的安全隱患。

針對金屬殼包裝的鋰電池在使用過程中出現的一些安全隱患，一種新型的軟包鋁塑復合包裝材料應運而生。鋁塑復合膜通常由三層材料復合而成，從外至內分別為保護層、鋁層以及耐腐蝕層。一般來講，最外層的作用是保護鋁箔不受劃傷，并且需要具有耐刺穿、耐摩擦、抗沖擊性能；中間層的鋁層用于隔絕空氣和水蒸氣；最內層的耐腐蝕層要保護鋁箔不受電解液侵蝕，同時需要具有耐刺穿性能，因為抽真空時極耳上的金屬毛刺可能將內層材料刺穿。

用于鋰離子電池的鋁塑包裝膜，對于電池的穩定性和安全性起著至關重要的作用。鋰電池中的六氟磷酸鋁等含氟物質遇水會釋放強腐蝕性氫氟酸，會對鋁箔的內層造成嚴重破壞，嚴重影響電池的循環次數和使用壽命，加速電池的失效，因此對鋁塑膜內層的耐腐蝕性有著較高的要求。鋁塑膜的外層需要有較高的耐摩擦性能，防止電池在加工過程中的磨損和跌落而造成的電池局部缺陷，因此如何提高鋁塑膜內層的抗腐蝕能力和外層的耐摩擦性能至關重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于鋰離子電池的軟包鋁塑膜及其制備方法，以克服目前鋁箔膜內層耐腐蝕能力和外層的耐磨擦性不夠理想的缺陷。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種用于鋰離子電池的軟包鋁塑膜，包括位于中間層的鋁箔層，所述鋁箔層內外分別設有鉆石烯-鎳-磷鍍層。

優選的，所述鋁箔層的厚度為80～95μm，所述鍍層的厚度為1-3μm。

以鋁箔層為中層，其外依次設有鉆石烯-鎳-磷鍍層、粘結層、共擠層以及耐磨層；其內依次設有鉆石烯-鎳-磷鍍層、熱固性塑膠層、粘結層、熱封層。

即，該鋁塑膜從外到內依次為耐磨層、共擠層、粘結層、鉆石烯-鎳-磷鍍層、鋁箔層、鉆石烯-鎳-磷鍍層、熱固性塑膠層、粘結層和熱封層。

進一步，所述粘結層厚度為0.3～30μm；

所述共擠層為尼龍與聚乙烯熔融形成，厚度為0.3～10μm；

所述耐磨層厚度為0.5～10μm；

所述熱固性塑膠層厚度為0.5～15μm；

所述熱封層厚度為5～20μm。

其中，鋁箔層兩表面的鉆石烯-鎳-磷鍍層為主保護層；納米鉆石烯具有很高的耐腐蝕性，可以提高鋁箔內層的抗腐蝕能力。

熱固性塑膠為內側輔助保護層，同時起到與熱封層連接的作用。熱固性塑膠層可以通過滾涂或者刷涂的方式將其涂敷在主保護層的外面，固化方式可以為熱固化、紫外線固化或者電子束固化，涂覆量為3-5g/m³。

兩層粘結層可選用熱熔膠水或膠粘劑中的任一種。

熱封層可選用樹脂材料，如聚乙烯或聚丙烯。

尼龍與聚乙烯按比例1:(2-3)混合熔融形成共擠復合材料層，將共擠復合層與粘結層進行層壓復合，擠出復合溫度為200℃。

耐磨層通過滾涂或者刷涂或者如氣流噴涂或者靜電噴涂的方式將其涂敷在共擠層上，固化方式可以為熱固化、紫外線固化或者電子束固化，涂覆量為3-5g/m³，厚底為0.5～10微米。

所述耐磨層的質量份組成如下：納米鉆石烯：2～10份，聚四氟乙烯乳液：85～90份，增塑劑：2～4份，抗氧化劑1010：0.1～1份，固化劑1.5～2.5份，成膜助劑：2～8份。

其中，所述的納米鉆石烯粒徑為100-200nm；聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯與水的重量比為7:3。成膜助劑可選擇醇酯十二。

更進一步，所述納米鉆石烯選用三種不同粒度：100nm、150nm、200nm，質量比控制為(2～3)：(4～5)：(1～2)。

聚四氟乙烯具有非常好的熱穩定性、化學穩定性以及疏水性，是一種非常好的防水透氣材料，但是不足之處是耐磨性和韌性較差，將納米鉆石烯作為填充改性材料，對提高其耐磨強度和韌性具有積極作用。