[發明專利]一種耐腐蝕涂層、鋰電池軟包裝材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810147860.6
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108408245A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 范開成;余小玉;付緒望;林建華
• 申請（專利權）人: 蘇州福斯特光伏材料有限公司
• 主分類號: B65D65/40
• 分類號: B65D65/40;C09D1/00;C09D5/08;C09D125/18;C09D179/02;C09D7/63;C09D5/24;C09D163/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

本發明公開了一種耐腐蝕涂層、鋰電池軟包裝材料及其制備方法，鋰電池軟包裝材料包括耐腐蝕涂層，耐腐蝕涂層包括有機涂層和覆于所述有機涂層其中一面或兩面上的無機氧化物層；或者它包括無機氧化物層以及覆于所述無機氧化物層其中一面或兩面上的有機涂層，所述有機涂層為至少摻雜有酸的導電聚合物，無機氧化物層則由無機氧化物的納米粒子組成。本發明的耐腐蝕涂層為納米結構，組成可調控，能夠充分發揮有機無機復合的協同作用，具有優異的耐腐蝕性能，從而有效延長鋰電池軟包裝材料的使用壽命。同時涂層不含鉻鹽，具有化學穩定性好、對環境污染小的優點。

技術領域

本發明屬于鋰電池軟包裝材料領域，特別涉及一種耐腐蝕涂層、鋰電池軟包裝材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著電子微型技術的發展以及對新型環保電動車動力電源的需求，鋰電池產量持續快速增長，應用范圍也在不斷擴大。鋰電池的外包裝材料有軟包和硬包兩種，與鋼殼、鋁殼等硬包裝材料相比，由多層膜(基材層/鋁箔層/熱封層)制成的軟包裝材料具有質輕、容量大、安全性高、可以自由選擇包裝形狀等優點。電池的使用過程是一個不斷充電放電的過程，電芯內部在不斷的進行動態的電化學反應。電芯內部存有由強極性有機溶劑和遇水能迅速分解產生氫氟酸的鋰鹽組成的電解液。當具有滲透性、腐蝕性的電解液透過熱封層到達鋁箔層時，會降低鋁箔層與熱封層之間的層間剝離強度，嚴重時會引起鋰電池膨脹漏液。為了抑制這種現象，提高鋰電池軟包裝材料的耐腐蝕性能，延長材料的使用壽命，人們提出了多種鋁箔表面處理方法。

目前應用最廣泛的是對鋁箔表面進行磷酸鹽、鉻酸鹽處理，已有許多文獻進行了相關報道。公開號為CN 103165831 A的中國專利提出一種采用鉻鹽、酸、氟化物的混合溶液對鋁箔表面進行化學處理，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。公開號為CN 107425147 A的中國專利提出采用水性樹脂、磷酸、三價鉻組成含鉻防蝕層以提高鋁箔層耐腐蝕的能力。公開號為CN 105463428 A的中國專利涉及一種由水、直鏈烷基、膦酸、鋯化合物、鈦化合物、磷酸、銨鹽、鎳鹽、氫氟酸或硝酸組成的鋁箔表面鈍化液。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，但用到的六價鉻、三價鉻和氫氟酸均有很強的毒性，危害人體健康，嚴重污染環境。因此尋求一種耐腐蝕性能優異、安全無污染的防腐方法正變得越來越重要。

導電聚合物是由具有共軛π-π鍵的高分子經化學或電化學“摻雜”使其由絕緣體轉變為導體的一類高分子材料。通過合適的方法將其與無機納米材料結合，可以得到耐腐蝕性能優異的復合涂層，實現對磷酸鹽、鉻酸鹽處理的替代，從而減少對環境的污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐腐蝕性能優異，能實現對磷酸鹽、鉻酸鹽處理的替代，從而減少環境污染的涂層。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種耐腐蝕涂層，它包括有機涂層和覆于所述有機涂層其中一面或兩面上的無機氧化物層；或者它包括無機氧化物層以及覆于所述無機氧化物層兩面上的有機涂層，所述有機涂層為至少摻雜有酸的導電聚合物，無機氧化物層則由無機氧化物的納米粒子組成。

優化的，所述有機涂層的厚度為10-500nm。

優化的，所述無機氧化物層的厚度為10-500nm。

優化的，所述有機涂層的導電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一種或多種，所述導電聚合物的涂布量為0.001-1g/m²。

優化的，所述有機涂層的導電聚合物摻雜的酸為無機酸和/或有機酸。

優化的，所述無機氧化物層中的無機氧化物為二氧化鈦、二氧化錫、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鐵中的一種或多種，所述無機氧化物的涂布量為0.001-1g/m²。

本發明還提供一種鋰電池軟包裝材料，它包括基材層、第一粘接層、鋁箔層、設于所述鋁箔層的至少一個面上的耐腐蝕涂層、第二粘接層和熱封層。