[發(fā)明專利]一種防腐蝕處理層及其在鋰電池軟包裝材料中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611167131.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106784418B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林建華;余小玉;范開(kāi)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州福斯特光伏材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/02
• 分類號(hào): H01M2/02;H01M10/0525
• 代理公司: 32103 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 仇波

本發(fā)明涉及一種防腐蝕處理層及其在鋰電池軟包裝材料中的應(yīng)用，它包括交替設(shè)置的復(fù)合層和高分子層，所述復(fù)合層為水溶性樹(shù)脂與鉻鈍化液混合后干燥形成，所述高分子層為陽(yáng)離子聚合物在交聯(lián)劑的作用下固化而成；所述鉻鈍化液為含有鉻鹽、氧化劑、配位劑、封孔劑和過(guò)渡金屬鹽的水溶液；所述水溶性樹(shù)脂為選自丙烯酸系樹(shù)脂和磺酸系樹(shù)脂中一種或多種組成的混合物。通過(guò)采用特定材料形成交替設(shè)置的復(fù)合層和高分子層，這樣在保證層間剝離強(qiáng)度和沖深深度的情況下，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池軟包裝材料領(lǐng)域，涉及一種防腐蝕處理層，具體涉及一種防腐蝕處理層及其在鋰電池軟包裝材料中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品、移動(dòng)電話，特別是電動(dòng)交通的迅速發(fā)展，人們對(duì)鋰電池包裝材料的質(zhì)量要求越來(lái)越高。由多層膜(例如絕緣基材層/鋁箔層/熱封層的結(jié)構(gòu))制成的鋰電池軟包裝材料具有質(zhì)輕且可以自由選擇、包裝形狀等優(yōu)點(diǎn)，正受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。

鋰電池的內(nèi)容物除了含有正、負(fù)極材料外，還含有由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成的電解液。有機(jī)溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等具有浸透力的非質(zhì)子性溶劑，而鋰鹽(LiPF₆)遇水則會(huì)產(chǎn)生氫氟酸。當(dāng)具有浸透力的溶劑或者氫氟酸通過(guò)熱封層到達(dá)鋁箔層時(shí)，會(huì)降低鋁箔層與熱封層之間的層間剝離強(qiáng)度，甚至引起鋰電池膨脹、漏液失效。另外，在鋰電池軟包裝材料沖深成型時(shí)，由于模具與粘接樹(shù)脂層/密封層之間的摩擦易產(chǎn)生針孔等缺陷，作為鋰電池軟包裝材料中間層的鋁箔層有可能與電解液直接接觸。為了抑制由于電解液或氫氟酸引起的鋁箔層與熱封層之間的脫層現(xiàn)象，提高鋰電池軟包裝材料的耐腐蝕性能，延長(zhǎng)材料的使用壽命，人們提出了多種方法。

公開(kāi)號(hào)為CN103633264A的中國(guó)專利提出一種在鋁箔亮面上涂覆由鋅粉、鋁粉、鉻酸、氟化物、去離子水組成的達(dá)克羅防腐涂層的方法來(lái)提高鋰電池軟包裝材料的耐電解液性能。公開(kāi)號(hào)為CN103560213A的中國(guó)專利提出一種在鋁箔的單側(cè)或兩側(cè)表面形成一層兼具導(dǎo)電功能及阻隔水氣功能的導(dǎo)電聚合物，使得鋁箔層中的金屬的電極電位處于鈍化區(qū)并得到保護(hù)。公開(kāi)號(hào)為CN103165831A的中國(guó)專利提出一種采用鉻鹽、酸、氟化物的混合溶液對(duì)鋁箔表面進(jìn)行化學(xué)處理，在中間鋁箔表面形成的致密金屬氧化物膜層的方法提高鋰電池軟包裝材料的耐電解液腐蝕性。上述方法在一定程度上能夠提高鋰電池軟包裝材料的耐腐蝕性能，但仍存在以下不足。

公開(kāi)號(hào)為CN103633264A的中國(guó)專利提到的達(dá)克羅防腐涂層含有鋁粉等固體顆粒，雖未指出固體顆粒的粒徑大小，但是固體顆粒的存在使制得的鋰電池軟包裝材料存在大量的缺陷，在沖深成型的過(guò)程中這些缺陷會(huì)吸收應(yīng)力造成應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生針孔等不良現(xiàn)象。另外，鉻酸等六價(jià)鉻具有劇毒性和致癌性，且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，各國(guó)均制定了嚴(yán)格的控制措施，限制其使用。公開(kāi)號(hào)為CN103560213A的中國(guó)專利提到的導(dǎo)電聚合物選自聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩中的至少一種或多種，這些導(dǎo)電聚合物是由具有共扼π-π鍵的高分子經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)“摻雜”使其由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體的一類高分子材料。由于共軛結(jié)構(gòu)的存在，導(dǎo)電聚合物剛性極大，通常是難溶難熔的，其加工存在很大困難，文獻(xiàn)中也并沒(méi)有就其加工方法進(jìn)行說(shuō)明。公開(kāi)號(hào)為CN103165831A的中國(guó)專利提到的混合溶液是由鉻鹽、酸、氟化物等無(wú)機(jī)物組成，液體表面張力大，存在涂覆時(shí)涂膜收縮引起的應(yīng)力集中的問(wèn)題，不利于鋰電池軟包裝材料的沖深成型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種防腐蝕處理層。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種防腐蝕處理層，它包括交替設(shè)置的復(fù)合層和高分子層，所述復(fù)合層為水溶性樹(shù)脂與鉻鈍化液混合后干燥形成，所述高分子層為陽(yáng)離子聚合物在交聯(lián)劑的作用下固化而成；所述鉻鈍化液為含有鉻鹽、氧化劑、配位劑、封孔劑和過(guò)渡金屬鹽的水溶液；所述水溶性樹(shù)脂為選自丙烯酸系樹(shù)脂和磺酸系樹(shù)脂中一種或多種組成的混合物。

優(yōu)化地，所述復(fù)合層中的鉻含量為0.5～50mg/m²。