鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜的制作方法

本實用新型涉及一種鋁塑復合膜。具體說，是用作聚合物鋰離子電池軟包裝的鋁塑復合膜。

背景技術：

在電池生產領域都知道，聚合物鋰離子電池具有比能量高、充放電速度快等優點。但鋰離子電池的電解液大多由腐蝕性、滲透性很強的有機溶劑與極易水解的鋰鹽構成，能將鋰離子電池的鋁塑膜氧化分層導致其包裝整體性破壞。目前，聚合物鋰離子電池軟包裝膜的內層膜多采用單層改性聚丙烯膜，由于單層改性聚丙烯膜的阻隔性能很差，不能有效阻止因電解液滲透而侵蝕到鋁箔層的表面，容易造成鋁箔層腐蝕，鋰電池發生鼓包脹氣。且電解液能溶解干式復合膜中的聚氨脂膠水或其它粘結劑，導致內層阻隔層與鋁箔層間的粘接強度隨著時間的推移而逐漸下降。因此，使用這種軟包裝膜的聚合物鋰離子電池，使用壽命短。

另外，目前聚合物鋰離子電池軟包裝內層膜采用的單層改性聚丙烯膜力學強度與熱封強度較差，熱封溫度較高，會對包裝整體性產生破壞。

另外，目前聚合物鋰離子電池軟包裝膜的內層膜大都采用的干式復合生產工藝，由于這種工藝使用酚醛樹脂、環氧樹脂、聚氨酯膠等溶劑型固化膠，而溶劑型固化膠中含有機溶劑甲苯、乙酸乙酯等有害物質，生產過程中會對環境造成污染。

技術實現要素：

本實用新型要解決的問題是提供一種鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜。這種鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜，不含溶劑型固化膠，生產過程中不會對環境造成污染。這種鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜有較低的熱封溫度，熱封工藝優化。采用這種鋁塑復合膜，可延長聚合物鋰離子電池的使用壽命。

本實用新型要解決的上述問題由以下方案實現：

由上述方案可以看出，由于本實用新型的聚合物鋰離子包裝用鋁塑復合膜由外而內依次有尼龍耐刮層、鋁箔層和阻隔層，尼龍耐刮層與鋁箔層間、鋁箔層與阻隔層間均通過融膠層冷壓復合在一起。不需使用酚醛樹脂、環氧樹脂、聚氨酯膠等溶劑型固化膠，不含有機溶劑甲苯、乙酸乙酯等有害物質，從而避免了生產過程中對環境帶來的污染。

又由于所述阻隔層由鋁箔復合層、力學支撐層和低溫熱封層構成。通過對阻隔層結構設計與配方的改性，提高了阻隔層的耐腐蝕性、絕緣性，增強了復合膜的耐電解液性能，降低了熱封溫度，優化了熱封工藝，從而延長了本實用新型的鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜的使用壽命。通過脫氫樅酸和硬脂酸鈣的協同作用對力學支撐層結晶程度進行優化，獲得高韌性，低霧度的阻隔膜。通過對鋁箔層進行鍍鉻，提高了層間強度，使得整個鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜的抗張強度、拉伸強度、斷裂伸長率提高，有利于復合膜的沖壓成型。

附圖說明

圖1是本實用新型的鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜結構示意圖；

圖2是圖1中的阻隔層結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

實施例一

如圖1所示，本實用新型的鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜由外而內依次包括尼龍耐刮層、鋁箔層和阻隔層，尼龍耐刮層與鋁箔層間、鋁箔層與阻隔層間均通過融膠層冷壓復合在一起。

其中：

所述尼龍耐刮層含有90質量份的尼龍、0.1質量份的甘油單硬酯酸酯和0.3質量份的高嶺土蒙脫土。其中的尼龍是尼龍66；

尼龍耐刮層厚度是12μm、鋁箔層厚度是25μm、阻隔層厚度是25μm；

所述鋁箔層包括鋁箔，鋁箔一面涂布一層鉻層。所述鉻層的厚度為1μm；所述阻隔層由鋁箔復合層、力學支撐層和低溫熱封層構成。

其中：所述鋁箔復合層含有80質量份的無規共聚聚丙烯、10質量份的聚烯烴彈性體、1質量份的聚氯乙烯；

所述力學支撐層含有80質量份的均聚聚丙烯、15質量份的聚烯烴彈性體、0.1質量份的納米二氧化硅粉末、0.2質量份的脫氫樅酸、0.05質量份硬脂酸鈣；

所述低溫熱封層含有80質量份的無規共聚聚丙烯和10質量份的聚烯烴彈性體。

制備所述鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜的方法依次包括以下步驟：

（1）制作阻隔層

先將力學支撐層所用原料均聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、納米二氧化硅粉末、脫氫樅酸、硬脂酸鈣投入高速攪拌鍋內，攪拌4分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在200℃的溫度下共混，得到第一混合料；

再將鋁箔復合層所用原料無規共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體和聚氯乙烯投入另一高速攪拌鍋內，攪拌4分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在220℃的溫度下共混，得到第二混合料；

然后，將低溫熱封層所用原料無規共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體投入第三高速攪拌鍋內，攪拌4分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在180℃的溫度下共混，得到第三混合料；

之后，將第二混合料、第一混合料和第三混合料分別利用第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機擠出的同時，由共擠流延機流延共擠成半成品膜。其中，第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機的流道溫度分別為200℃、210℃、220℃，膜口溫度為190℃，第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機的螺桿轉速分別為13轉/分鐘、40轉/分鐘和10轉/分鐘；

之后，在常溫下對半成品膜進行風冷冷卻，使其快速結晶；

之后，對冷卻后的半成品膜進行高壓電暈處理，在鋁箔復合層外表面形成極性表面，得到阻隔層；

（2）制作鋁箔層

先選取30μm厚的鋁箔，待用；

再對鋁箔一面進行鍍鉻，得到鋁箔層。其中，鍍鉻層的厚度為2μm；

（3）制作尼龍耐刮層

將尼龍66、甘油單硬酯酸酯和高嶺土蒙脫土一起投入溫度為250℃的高速攪拌鍋中攪拌至均勻，得到尼龍料；

之后，用螺桿擠出機，對攪拌均勻的尼龍料進行共混，得到共混料；

而后，采用流延擠出機將共混料擠制成25μm流延膜，得到尼龍耐刮層；

（4）復合

先在鋁箔層的兩面均勻涂布一層1μm厚的融膠層，并靜置2分鐘；

然后，將所述尼龍耐刮層和阻隔層分別置于鋁箔層兩面的融膠層上，利用輥壓機在常溫下冷壓成型在一起，得到鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜。

實施例二

如圖1所示，本實用新型的鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜由外而內依次包括尼龍耐刮層、鋁箔層和阻隔層，尼龍耐刮層與鋁箔層間、鋁箔層與阻隔層間均通過融膠層冷壓復合在一起。

其中：

所述尼龍耐刮層含有93質量份的尼龍（90~95質量份）、3質量份的苯磺酸氨和0.1質量份的黏土。其中的尼龍是尼龍610；

尼龍耐刮層的厚度是21μm、鋁箔層厚度是33μm、阻隔層厚度是55μm；

所述鋁箔層包括鋁箔，鋁箔一面或兩面涂布一層鉻層。所述鉻層的厚度為2μm；所述阻隔層由鋁箔復合層、力學支撐層和低溫熱封層構成。

其中：所述鋁箔復合層含有85質量份的無規共聚聚丙烯、15質量份的乙丙橡膠、3質量份的聚氯乙烯、2質量份的低密度聚乙烯（LDPE）、0.3質量份的納米二氧化硅粉末；

所述力學支撐層含有83質量份的均聚聚丙烯、17質量份的乙烯-丁烯共聚物、0.3質量份的納米二氧化硅粉末、1質量份的新型山梨糖醇類增透劑、0.1質量份的脫氫樅酸、0.06質量份的硬脂酸鈣；

所述低溫熱封層含有85質量份的無規共聚聚丙烯、13質量份的乙烯-丁烯共聚物、0.3質量份的納米二氧化硅粉末。

制備所述鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜的方法依次包括以下步驟：

（1）制作阻隔層

先將力學支撐層所用原料均聚聚丙烯、聚乙烯-丁烯共聚物、納米二氧化硅粉末、新型山梨糖醇類增透劑、脫氫樅酸、硬脂酸鈣投入高速攪拌鍋內，攪拌5分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在205℃的溫度下共混，得到第一混合料；

再將鋁箔復合層所用原料無規共聚聚丙烯、乙丙橡膠、聚氯乙烯（PVC）、低密度聚乙烯和納米二氧化硅粉末投入另一高速攪拌鍋內，攪拌5分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在225℃的溫度下共混，得到第二混合料；

然后，將低溫熱封層所用原料無規共聚聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物和納米二氧化硅粉末投入第三高速攪拌鍋內，攪拌5分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在185℃的溫度下共混，得到第三混合料；

之后，將第二混合料、第一混合料和第三混合料分別利用第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機擠出的同時，由共擠流延機流延共擠成半成品膜。其中，第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機的流道溫度分別為200℃、225℃、195℃，膜口溫度為215℃，第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機的螺桿轉速分別為16轉/分鐘、45轉/分鐘和12轉/分鐘；

之后，采用常溫風對半成品膜進行風冷冷卻，使其快速結晶；

之后，對冷卻后的半成品膜進行高壓電暈處理，在鋁箔復合層外表面形成極性表面，得到阻隔層；

（2）制作鋁箔層

先選取鋁箔，待用；

再對鋁箔兩面進行鍍鉻，得到鋁箔層。其中，鍍鉻層的厚度為3μm；

（3）制作尼龍耐刮層

將尼龍610、苯磺酸氨和黏土一起投入溫度為260℃的高速攪拌鍋中攪拌至均勻，得到尼龍料；

之后，用螺桿擠出機，對攪拌均勻的尼龍料進行共混，得到共混料；

而后，采用流延擠出機將共混料擠制成27μm厚的流延膜，得到尼龍耐刮層；

（4）復合

先在鋁箔層的兩面均勻涂布一層1.2μm厚的融膠層，并靜置3分鐘；

然后，將所述尼龍耐刮層和阻隔層分別置于鋁箔層兩面的融膠層上，利用輥壓機在常溫下冷壓成型在一起，得到鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜。

實施例三

如圖1所示，本實用新型的鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜由外而內依次包括尼龍耐刮層、鋁箔層和阻隔層，尼龍耐刮層與鋁箔層間、鋁箔層與阻隔層間均通過融膠層冷壓復合在一起。

其中：

所述尼龍耐刮層含有95質量份的尼龍、5質量份的甘油單硬酯酸酯和5質量份的高嶺土蒙脫土；其中的尼龍是尼龍1010。

尼龍耐刮層的厚度是30μm、鋁箔層厚度是42μm、阻隔層厚度是80μm；

所述鋁箔層包括鋁箔，鋁箔一面或兩面涂布一層鉻層。所述鉻層的厚度為3μm；所述阻隔層由鋁箔復合層、力學支撐層和低溫熱封層構成。

其中：所述鋁箔復合層含有90質量份的無規共聚聚丙烯、18質量份的聚丙烯彈性體、5質量份的聚氯乙烯、3質量份的低密度聚乙烯（LDPE）、0.2質量份的納米二氧化硅粉末；

所述力學支撐層含有85質量份的均聚聚丙烯、20質量份的聚烯烴彈性體、0.5質量份的納米二氧化硅粉末、3質量份的新型山梨糖醇類增透劑、0.3質量份的脫氫樅酸、0.075質量份的硬脂酸鈣；

所述低溫熱封層含有90質量份的無規共聚聚丙烯、15質量份的聚烯烴彈性體、0.5質量份的納米二氧化硅粉末。

制備所述鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜的方法依次包括以下步驟：

（1）制作阻隔層

先將力學支撐層所用原料均聚聚丙烯、聚乙烯-丁烯共聚物、納米二氧化硅粉末、新型山梨糖醇類增透劑、脫氫樅酸和硬脂酸鈣投入高速攪拌鍋內，攪拌6分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在210℃的溫度下共混，得到第一混合料；

再將鋁箔復合層所用原料無規共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、聚氯乙烯（PVC）、低密度聚乙烯和納米二氧化硅粉末投入另一高速攪拌鍋內，攪拌6分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在230℃的溫度下共混，得到第二混合料；

然后，將低溫熱封層所用原料無規共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體和納米二氧化硅粉末投入第三高速攪拌鍋內，攪拌6分鐘，混合均勻。之后，通過雙螺桿擠出機在190℃的溫度下共混，得到第三混合料；

之后，將第二混合料、第一混合料和第三混合料分別利用第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機擠出的同時，由共擠流延機流延共擠成半成品膜。其中，第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機的流道溫度分別為210℃、230℃、200℃，膜口溫度為220℃，第二螺桿擠出機、第一螺桿擠出機和第三螺桿擠出機的螺桿轉速分別為18轉/分鐘、50轉/分鐘和14轉/分鐘；

之后，采用常溫風對半成品膜進行風冷冷卻，使其快速結晶；

之后，對冷卻后的半成品膜進行高壓電弧處理，在鋁箔復合層外表面形成極性表面，得到阻隔層；

（2）制作鋁箔層

先選取鋁箔，待用；

再對鋁箔一面進行鍍鉻，得到鋁箔層。其中，鍍鉻層的厚度為4μm；

（3）制作尼龍耐刮層

將尼龍1010、甘油單硬酯酸酯和高嶺土蒙脫土一起投入溫度為270℃的高速攪拌鍋中攪拌至均勻，得到尼龍料；

之后，用螺桿擠出機，對攪拌均勻的尼龍料進行共混，得到共混料；

而后，采用流延擠出機將共混料擠制成30μm厚的流延膜，得到尼龍耐刮層；

（4）復合

先在鋁箔層的兩面均勻涂布一層1.5μm厚的融膠層，并靜置4分鐘；

然后，將所述尼龍耐刮層和阻隔層分別置于鋁箔層兩面的融膠層上，利用輥壓機在常溫下冷壓成型在一起，得到鋰離子電池軟包裝用鋁塑復合膜。