本發(fā)明涉及包裝材料，具體涉及一種鋰電池封裝鋁塑膜用高爽滑cpp薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池是一種可以充放電到負(fù)載中并多次循環(huán)使用的電池。它由一個或多個電化學(xué)電池組成，是許多便攜式電信設(shè)備的基本電源。手機、筆記本電腦和掌上電腦等移動電子設(shè)備的快速發(fā)展帶來了對二次電池需求的增加。因此，二次電池技術(shù)最近變得越來越重要，并成為信息技術(shù)設(shè)備部件的核心產(chǎn)業(yè)。此外，越來越需要輕便、小巧但性能更好的電子設(shè)備，這些電子設(shè)備需要更輕、更小、更薄且運行時間更長的二次電池。特別是那些中型或大型移動設(shè)備，需要消耗大量的電能才能實現(xiàn)長續(xù)航操作。

2、目前市場上有鋼殼、鋁殼、塑料殼等多種鋰電池的包裝材料，但鋁塑膜以其質(zhì)量輕、厚度薄、外形設(shè)計靈活、制成軟包電池可實現(xiàn)360度任意擺放等優(yōu)勢，在3c電子等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。鋁塑復(fù)合膜(簡稱“鋁塑膜”)是由鋁箔、多種塑料和粘合劑(包括粘接性樹脂)組成的復(fù)合材料，是軟包鋰電池電芯封裝的關(guān)鍵材料，單片電池組裝后用鋁塑膜密封，起保護(hù)內(nèi)容物的作用，由外層尼龍層+粘合劑+中間層鋁箔+粘合劑+內(nèi)層熱封層共五層組成，每層功能要求都比較高。

3、鋁塑膜的制備主要有干法和熱法兩種，干法制備以基材涂布粘合劑后經(jīng)烘干直接復(fù)合熱封材料制備而成，對設(shè)備要求不高，但工藝流程較復(fù)雜，操作難度大，制成的鋁塑膜產(chǎn)品沖深成型性能、防短路性能好，外觀優(yōu)(雜質(zhì)、針孔和魚眼少)，耐電解液、隔水性能和裁切性能良好，在高能量密度、大倍率、高容量電池上都有應(yīng)用；熱法制備以擠出熱熔型樹脂做粘合劑復(fù)合基材和熱封材料制備而成，對設(shè)備要求更高，目前只能采用國外進(jìn)口，工藝流程簡單，生產(chǎn)效率較高，也不需要廢氣的處理設(shè)施，制成的鋁塑膜產(chǎn)品耐電解液和隔水性能好，沖深成型性能、防短路性能較差，外觀、裁切性能較差，主要應(yīng)用在對容量要求不高的電池。

4、在鋁塑膜用于電池成型時，聚丙烯膜層表面的摩擦系數(shù)過高，將會導(dǎo)致鋁塑膜沖坑深度達(dá)不到生產(chǎn)的要求，熱封時聚丙烯薄膜間的熱封效果也不佳，從而影響鋁塑復(fù)合膜的耐電解液性能。爽滑劑會遷移至薄膜表面起到潤滑作用，從而降低摩擦系數(shù)，在現(xiàn)有報道中，對于聚丙烯膜層多添加酰胺類、二氧化硅等作為添加劑以降低摩擦系數(shù)。

5、中國專利文獻(xiàn)cn114248523a公開了一種流延聚丙烯膜和鋁塑膜，所述聚丙烯流延膜包括依次層疊的粘接層、芯層和熱封層，形成所述熱封層的材料包括50～60重量份的無規(guī)共聚聚丙烯、30～40重量份的嵌段共聚聚丙烯、0.7～3.5重量份的爽滑劑、0.4～1.0重量份的二氧化硅；其中，所述爽滑劑包括有機硅酮爽滑劑和酰胺爽滑劑。

6、軟包鋰電池在制造工藝中的沖殼的過程，是將鋁塑膜通過沖殼機沖深為一定形狀。目前一般采用補償性沖深法，這個方法要保證在沖深時鋁塑膜能很好的滑動，所以要求沖殼模具與鋁塑膜復(fù)合的cpp熱封面有很好的爽滑性，即較低的摩擦系數(shù)μ≤0.3。常用的芥酸酰胺類爽滑劑，因為熔點較低，在鋁塑復(fù)合和之后的熟化過程中大量析出揮發(fā)，經(jīng)過復(fù)合熟化后，熱封面的摩擦系數(shù)會超過0.3以上，會導(dǎo)致沖殼破裂或者變形。為了解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)中一般在熱封后在表面再涂覆一層爽滑劑，一方面會增加工藝流程、增加成本，另一方面涂覆量無法精確控制(涂覆少了摩擦系數(shù)依舊偏高，涂覆多了會產(chǎn)生掉粉現(xiàn)象)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池封裝鋁塑膜用高爽滑cpp薄膜及其制備方法，解決了復(fù)合后cpp薄膜摩擦系數(shù)增高的問題，抑制了鋁塑膜熟化時的粘連、受力不均等現(xiàn)象，有效減少了模具沖殼過程中薄膜的損壞和變形，且省略了cpp薄膜加熱熟化后涂布爽滑劑的過程，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種鋰電池封裝鋁塑膜用高爽滑cpp薄膜，包括順序?qū)盈B設(shè)置的復(fù)合層、芯層和熱封層，所述熱封層由以下重量份數(shù)的組分制成：無規(guī)共聚聚丙烯40～75份、嵌段共聚聚丙烯2～10份、eva?10～47份、改性二氧化硅3～12份。

4、優(yōu)選的，所述熱封層由以下重量份數(shù)的組分制成：無規(guī)共聚聚丙烯60份、嵌段共聚聚丙烯6份、eva32份、改性二氧化硅9份。

5、優(yōu)選的，所述芯層由以下重量份數(shù)的組分制成：無規(guī)共聚聚丙烯15～40份、嵌段共聚聚丙烯20～40份、poe?20～65份。

6、更為優(yōu)選的，所述芯層由以下重量份數(shù)的組分制成：無規(guī)共聚聚丙烯25份、嵌段共聚聚丙烯30份、poe?55份。

7、優(yōu)選的，所述復(fù)合層由以下重量份數(shù)的組分制成：二元共聚聚丙烯30～60份、eva10～40份、馬來酸酐接枝聚丙烯8～30份。

8、更為優(yōu)選的，所述復(fù)合層由以下重量份數(shù)的組分制成：二元共聚聚丙烯45份、eva25份、馬來酸酐接枝聚丙烯20份。

9、優(yōu)選的，所述cpp薄膜總厚度為20～100μm；

10、具體的，所述cpp薄膜總厚度可以為20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm；

11、優(yōu)選的，所述復(fù)合層的厚度為cpp薄膜總厚度的10％～30％；

12、具體的，所述復(fù)合層的厚度可以為cpp薄膜總厚度的10％、15％、20％、25％、30％；

13、優(yōu)選的，所述熱封層的厚度為cpp薄膜總厚度的10％～30％。

14、具體的，所述熱封層的厚度可以為cpp薄膜總厚度的10％、15％、20％、25％、30％。

15、優(yōu)選的，所述無規(guī)共聚聚丙烯中乙烯的重量百分比為1～7％，熔點為135～145℃；所述嵌段共聚聚丙烯中乙烯的重量百分比為7～15％，熔點為155～165℃。

16、優(yōu)選的，所述改性二氧化硅的制備方法，包括如下步驟：

17、(1)將二氧化硅分散至乙醇/水混合液中，然后加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，攪拌反應(yīng)，將產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥，得到烯基化二氧化硅；

18、(2)將烯基化二氧化硅分散至甲基異丁基甲酮中，然后加入全氟烷基乙基丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯、芥酸酰胺，超聲處理，攪拌下緩慢加入偶氮二異丁腈，通入氮氣去除空氣，升溫聚合反應(yīng)，將產(chǎn)物用正己烷沉淀、洗滌，冷凍干燥，得到所述改性二氧化硅。

19、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述二氧化硅的粒徑為30～100nm。

20、具體的，步驟(1)中，所述二氧化硅的粒徑可以為30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。

21、優(yōu)選的，步驟(1)中，乙醇/水混合液由無水乙醇、去離子水按體積比10：4～8混合得到，二氧化硅、乙醇/水混合液、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的用量比為10g：100ml：1～5g。

22、優(yōu)選的，步驟(1)中，攪拌反應(yīng)條件為50～65℃下攪拌反應(yīng)1～4h。

23、具體的，步驟(1)中，攪拌反應(yīng)溫度可以為50℃、53℃、56℃、59℃、62℃、65℃；

24、具體的，步驟(1)中，攪拌反應(yīng)時間可以為1h、2h、3h、4h。

25、優(yōu)選的，步驟(2)中，超聲處理時間為10～30min，聚合反應(yīng)條件為50～65℃下聚合12～20h。

26、具體的，步驟(2)中，超聲處理時間可以為10min、20min、30min。

27、具體的，步驟(2)中，聚合反應(yīng)溫度可以為50℃、53℃、56℃、59℃、62℃、65℃；聚合反應(yīng)時間可以為12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h。

28、優(yōu)選的，步驟(2)中，烯基化二氧化硅、全氟烷基乙基丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯、芥酸酰胺的質(zhì)量比為10：2～6：0.5～3：3～8；偶氮二異丁腈的用量為單體總質(zhì)量的0.1～1％。

29、本發(fā)明還要求保護(hù)一種所述鋰電池封裝鋁塑膜用高爽滑cpp薄膜的制備方法，包括如下步驟：按配方將原料分別經(jīng)過三臺單螺桿擠出機進(jìn)行熔融，再經(jīng)過配料塊連接器、模頭共擠、流延成膜，產(chǎn)品后續(xù)經(jīng)過冷卻定型、厚度檢測、在線分切、收卷及包裝，得到所述鋰電池封裝鋁塑膜用防粘連cpp薄膜。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

31、1)本發(fā)明提供了一種鋰電池封裝鋁塑膜用高爽滑cpp薄膜，由順序疊設(shè)的復(fù)合層、芯層、熱封層制成，熱封層采用了嵌段共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、tpe、改性二氧化硅，嵌段共聚聚丙烯是丙烯和乙烯鏈段交替聚合而成，具有較好的低溫抗沖擊性能，無規(guī)共聚聚丙烯是丙烯和乙烯的無規(guī)共聚物，聚丙烯分子鏈中乙烯單體的加入，能夠提高其抗沖擊性和透明度；采用熔點介于135～145℃的無規(guī)共聚聚丙烯以及熔點介于155～165℃的嵌段共聚聚丙烯，二者經(jīng)過高溫混合后，規(guī)整的高分子鏈段被打亂，冷卻后聚合物結(jié)晶度降低，導(dǎo)致混合后的混合物熔點降低，進(jìn)而使熱封層能夠保持合適的起始熱封溫度；改性二氧化硅則能賦予cpp薄膜優(yōu)異的抗粘連性、爽滑性以及機械強度，且顯著降低了爽滑劑在熱封、熟化過程中的析出揮發(fā)，從而解決了復(fù)合后cpp薄膜摩擦系數(shù)增高的問題，抑制了鋁塑膜熟化時的粘連、受力不均等現(xiàn)象，有效減少了模具沖殼過程中薄膜的損壞和變形。

32、2)本發(fā)明提供了一種改性二氧化硅，首先利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷對二氧化硅做有機化改性，將有機長鏈和不飽和雙鍵接枝到納米二氧化硅表面，隨后以甲基異丁基甲酮為溶劑、丙烯酸烯丙酯為交聯(lián)劑、偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，使全氟烷基乙基丙烯酸酯和芥酸酰胺在納米二氧化硅表面發(fā)生原位聚合；引入的芥酸酰胺是一種常用的爽滑劑，能夠快速遷移至cpp薄膜表面形成一層爽滑膜，降低薄膜表面的摩擦系數(shù)，減少薄膜之間的相互粘連；引入的氟烷基團則具有良好的防粘性能和耐候性能，能夠與芥酸酰胺協(xié)同增加薄膜的潤滑性，進(jìn)一步提高cpp薄膜的防粘連性能和爽滑性能；納米二氧化硅通過原位聚合改性，在其表面引入了大量有機官能團，能夠顯著改善無機粉體與樹脂基體之間的相容性，使其能夠均勻分散在聚丙烯內(nèi)，從而充分發(fā)揮出芥酸酰胺與氟烷基團的爽滑效果，且有效避免了芥酸酰胺的遷移析出、耐久性差的問題，能有效解決鋁塑復(fù)合熟化過程中薄膜的損壞和變形問題。