本發(fā)明涉及一種電池軟包裝材料及其制備方法。具體說(shuō)，是聚合物鋰離子電池內(nèi)層與聚合物電質(zhì)溶液接觸的內(nèi)層共聚膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
在電池生產(chǎn)領(lǐng)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(yōu)點(diǎn)，因此，已被廣泛用作移動(dòng)電話的能源。但鋰離子電池的電解液大多由腐蝕性、滲透性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑與極易水解的鋰鹽構(gòu)成，能將鋰離子電池的內(nèi)層膜氧化分層。目前，聚合物鋰離子電池軟包裝膜的內(nèi)層膜多為單層改性膜，由于單層改性膜的阻隔性能很差，不能有效阻止因電解液滲透而侵蝕到鋁箔層的表面，容易造成鋁箔層溶脹，且能溶解干式復(fù)合膜中的聚氨脂膠水或其它粘結(jié)劑，導(dǎo)致膠層與鋁箔層間的粘接強(qiáng)度隨著時(shí)間的推移而逐漸下降。因此，使用這種鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠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膜的內(nèi)層膜大都采用的干式復(fù)合生產(chǎn)工藝，由于這種工藝使用酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯膠等溶劑型固化膠，而溶劑型固化膠中含有機(jī)溶劑甲苯、乙酸乙酯等有害物質(zhì)，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜。這種鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜，不含溶劑型固化膠，生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。采用這種內(nèi)層共聚膜，可延長(zhǎng)聚合物鋰離子電池的使用壽命。
本發(fā)明要解決的另一個(gè)問(wèn)題是提供一種制備鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜的方法。
本發(fā)明要解決的上述問(wèn)題由以下方案實(shí)現(xiàn)：
本發(fā)明的鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜特點(diǎn)是由外到內(nèi)依次由鋁箔復(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱訕?gòu)成。
所述鋁箔復(fù)合層含有以下質(zhì)量份的原料：
無(wú)規(guī)共聚聚丙烯80~90質(zhì)量份
聚烯烴彈性體或乙丙橡膠10~18質(zhì)量份
聚氯乙烯1~5質(zhì)量份
低密度聚乙烯（LDPE）0~3質(zhì)量份
納米二氧化硅粉末0~0.3質(zhì)量份
所述力學(xué)支撐層含有以下質(zhì)量份數(shù)的原料：
均聚聚丙烯80~85質(zhì)量份
聚烯烴彈性體或乙烯-丁烯共聚物15~20質(zhì)量份
納米二氧化硅粉末0.1~0.5質(zhì)量份
新型山梨糖醇類(lèi)增透劑0~3質(zhì)量
脫氫樅酸0.1~0.3質(zhì)量份
硬脂酸鈣0.05-0.075質(zhì)量份
所述低溫?zé)岱鈱雍幸韵沦|(zhì)量份數(shù)的原料；
無(wú)規(guī)共聚聚丙烯80~90質(zhì)量份
聚烯烴彈性體或乙烯-丁烯共聚物10~15質(zhì)量份
納米二氧化硅粉末0~0.5質(zhì)量份。
制備所述鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜的方法的特點(diǎn)是依次包括以下步驟：
先將力學(xué)支撐層所用原料均聚聚丙烯、聚烯烴彈性體或乙烯-丁烯共聚物、納米二氧化硅粉末、新型山梨糖醇類(lèi)增透劑、脫氫樅酸和硬脂酸鈣投入高速攪拌鍋內(nèi)，攪拌均勻；之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在200~210℃的溫度下共混，得到第一混合料；
再將鋁箔復(fù)合層所用原料無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體或乙丙橡膠、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(nèi)，攪拌均勻；之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在220~230℃的溫度下共混，得到第二混合料；
然后，將低溫?zé)岱鈱铀迷蠠o(wú)規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體或乙烯-丁烯共聚物和納米二氧化硅粉末投入第三高速攪拌鍋內(nèi)，攪拌均勻；之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在180~190℃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(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)擠出的同時(shí)，由共擠流延機(jī)流延共擠成半成品膜；其中，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的流道溫度分別為200~210℃、220~230℃、190~200℃，膜口溫度為210~220℃，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速分別為13~18轉(zhuǎn)/分鐘、40~50轉(zhuǎn)/分鐘和10~14轉(zhuǎn)/分鐘；
最后，對(duì)半成品膜進(jìn)行高壓電暈處理，在鋁箔復(fù)合層外表面形成極性表面，得到厚度為25~80μmμm的阻隔層；
由上述方案可以看出，由于本發(fā)明的鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜由外而內(nèi)依次有鋁箔復(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱?。不需使用酚醛?shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯膠等溶劑型固化膠，不含機(jī)溶劑甲苯、乙酸乙酯等有害物質(zhì)，從而避免了生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染。
又由于本發(fā)明由鋁箔復(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱訕?gòu)成。通過(guò)對(duì)各層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與配方的改性，提高了耐腐蝕性、絕緣性，增強(qiáng)了復(fù)合膜的耐電解液性能，從而延長(zhǎng)了整個(gè)鋰離子電池軟包裝用鋁塑復(fù)合膜的使用壽命。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例一
如圖1所示，本發(fā)明的鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜由外而內(nèi)依次由鋁箔復(fù)合層1、力學(xué)支撐層2和低溫?zé)岱鈱?構(gòu)成。其中：
所述鋁箔復(fù)合層1含有80質(zhì)量份的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、10質(zhì)量份的聚烯烴彈性體、1質(zhì)量份的聚氯乙烯；
所述力學(xué)支撐層2含有80質(zhì)量份的均聚聚丙烯、15質(zhì)量份的聚烯烴彈性體、0.1質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末、0.2質(zhì)量份的脫氫樅酸、0.05質(zhì)量份硬脂酸鈣；
所述低溫?zé)岱鈱?含有80質(zhì)量份的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯和10質(zhì)量份的聚烯烴彈性體。
制備所述鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜的方法依次包括以下步驟：
先將力學(xué)支撐層2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(nèi)，攪拌4分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在200℃的溫度下共混，得到第一混合料；
再將鋁箔復(fù)合層1所用原料無(wú)規(guī)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(nèi)，攪拌4分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在220℃的溫度下共混，得到第二混合料；
然后，將低溫?zé)岱鈱?所用原料無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體投入第三高速攪拌鍋內(nèi)，攪拌4分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)擠出的同時(shí)，由共擠流延機(jī)流延共擠成半成品膜。其中，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的流道溫度分別為200℃、210℃、220℃，膜口溫度為190℃，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速分別為13轉(zhuǎn)/分鐘、40轉(zhuǎn)/分鐘和10轉(zhuǎn)/分鐘；
之后，在常溫下對(duì)半成品膜進(jìn)行風(fēng)冷冷卻，使其快速結(jié)晶，制得鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜。
實(shí)施例二
如圖1所示，本發(fā)明的鋰離子電池軟包裝用鋁塑復(fù)合膜由外而內(nèi)依次由鋁箔復(fù)合層1、力學(xué)支撐層2和低溫?zé)岱鈱?構(gòu)成。
其中：所述鋁箔復(fù)合層1含有85質(zhì)量份的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、15質(zhì)量份的乙丙橡膠、3質(zhì)量份的聚氯乙烯、2質(zhì)量份的低密度聚乙烯（LDPE）、0.3質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末；
所述力學(xué)支撐層2含有83質(zhì)量份的均聚聚丙烯、17質(zhì)量份的乙烯-丁烯共聚物、0.3質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末、1質(zhì)量份的新型山梨糖醇類(lèi)增透劑、0.1質(zhì)量份的脫氫樅酸、0.06質(zhì)量份的硬脂酸鈣；
所述低溫?zé)岱鈱?含有85質(zhì)量份的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、13質(zhì)量份的乙烯-丁烯共聚物、0.3質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末。
制備所述鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜的方法依次包括以下步驟：
先將力學(xué)支撐層2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(lèi)增透劑、脫氫樅酸、硬脂酸鈣投入高速攪拌鍋內(nèi)，攪拌5分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在205℃的溫度下共混，得到第一混合料；
再將鋁箔復(fù)合層1所用原料無(wú)規(guī)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(nèi)，攪拌5分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在225℃的溫度下共混，得到第二混合料；
然后，將低溫?zé)岱鈱?所用原料無(wú)規(guī)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(nèi)，攪拌5分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)擠出的同時(shí)，由共擠流延機(jī)流延共擠成半成品膜。其中，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的流道溫度分別為200℃、225℃、195℃，膜口溫度為215℃，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速分別為16轉(zhuǎn)/分鐘、45轉(zhuǎn)/分鐘和12轉(zhuǎn)/分鐘；
之后，采用常溫風(fēng)對(duì)半成品膜進(jìn)行風(fēng)冷冷卻，使其快速結(jié)晶，制得鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜。
實(shí)施例三
如圖1所示，本發(fā)明的鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜由外而內(nèi)依次由鋁箔復(fù)合層1、力學(xué)支撐層2和低溫?zé)岱鈱?構(gòu)成。
其中：所述鋁箔復(fù)合層1含有90質(zhì)量份的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、18質(zhì)量份的聚丙烯彈性體、5質(zhì)量份的聚氯乙烯、3質(zhì)量份的低密度聚乙烯（LDPE）、0.2質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末；
所述力學(xué)支撐層2含有85質(zhì)量份的均聚聚丙烯、20質(zhì)量份的聚烯烴彈性體、0.5質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末、3質(zhì)量份的新型山梨糖醇類(lèi)增透劑、0.3質(zhì)量份的脫氫樅酸、0.075質(zhì)量份的硬脂酸鈣；
所述低溫?zé)岱鈱?含有90質(zhì)量份的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、15質(zhì)量份的聚烯烴彈性體、0.5質(zhì)量份的納米二氧化硅粉末。
制備所述鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜的方法依次包括以下步驟：
先將力學(xué)支撐層2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(lèi)增透劑、脫氫樅酸和硬脂酸鈣投入高速攪拌鍋內(nèi)，攪拌6分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在210℃的溫度下共混，得到第一混合料；
再將鋁箔復(fù)合層1所用原料無(wú)規(guī)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(nèi)，攪拌6分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在230℃的溫度下共混，得到第二混合料；
然后，將低溫?zé)岱鈱?所用原料無(wú)規(guī)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(nèi)，攪拌6分鐘，混合均勻。之后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)擠出的同時(shí)，由共擠流延機(jī)流延共擠成半成品膜。其中，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的流道溫度分別為210℃、230℃、200℃，膜口溫度為220℃，第二螺桿擠出機(jī)、第一螺桿擠出機(jī)和第三螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速分別為18轉(zhuǎn)/分鐘、50轉(zhuǎn)/分鐘和14轉(zhuǎn)/分鐘；
之后，采用常溫風(fēng)對(duì)半成品膜進(jìn)行風(fēng)冷冷卻，使其快速結(jié)晶，制得鋰離子電池軟包裝用內(nèi)層共擠膜。