本實用新型涉及一種鋁塑復(fù)合膜。具體說,是用作聚合物鋰離子電池軟包裝的鋁塑復(fù)合膜。
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。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(gòu)成,能將鋰離子電池的鋁塑膜氧化分層導(dǎo)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(nèi)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(fā)生鼓包脹氣。且電解液能溶解干式復(fù)合膜中的聚氨脂膠水或其它粘結(jié)劑,導(dǎo)致內(nèi)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(nèi)層膜采用的單層改性聚丙烯膜力學(xué)強度與熱封強度較差,熱封溫度較高,會對包裝整體性產(chǎn)生破壞。
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脂、環(huán)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(zhì),生產(chǎn)過程中會對環(huán)境造成污染。
技術(shù)實現(xiàn)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(fù)合膜。這種鋰離子電池軟包裝用鋁塑復(fù)合膜,不含溶劑型固化膠,生產(chǎn)過程中不會對環(huán)境造成污染。這種鋰離子電池軟包裝用鋁塑復(fù)合膜有較低的熱封溫度,熱封工藝優(yōu)化。采用這種鋁塑復(fù)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(xiàn):
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(fù)合膜由外而內(nèi)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(fù)合在一起。不需使用酚醛樹脂、環(huán)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(zhì),從而避免了生產(chǎn)過程中對環(huán)境帶來的污染。
又由于所述阻隔層由鋁箔復(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱訕?gòu)成。通過對阻隔層結(jié)構(gòu)設(shè)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(fù)合膜的耐電解液性能,降低了熱封溫度,優(yōu)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(fù)合膜的使用壽命。通過脫氫樅酸和硬脂酸鈣的協(xié)同作用對力學(xué)支撐層結(jié)晶程度進行優(yōu)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(fù)合膜的抗張強度、拉伸強度、斷裂伸長率提高,有利于復(fù)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(fù)合膜結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1中的阻隔層結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細(xì)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(fù)合膜由外而內(nèi)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(fù)合在一起。
其中:
所述尼龍耐刮層含有90質(zhì)量份的尼龍、0.1質(zhì)量份的甘油單硬酯酸酯和0.3質(zhì)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(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱訕?gòu)成。
其中:所述鋁箔復(fù)合層含有80質(zhì)量份的無規(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)岱鈱雍?0質(zhì)量份的無規(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鋁塑復(fù)合膜的方法依次包括以下步驟:
(1)制作阻隔層
先將力學(xué)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(nèi),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(fù)合層所用原料無規(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?zé)岱鈱铀迷蠠o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(zhuǎn)速分別為13轉(zhuǎn)/分鐘、40轉(zhuǎn)/分鐘和10轉(zhuǎn)/分鐘;
之后,在常溫下對半成品膜進行風(fēng)冷冷卻,使其快速結(jié)晶;
之后,對冷卻后的半成品膜進行高壓電暈處理,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(fù)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(fù)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(fù)合膜由外而內(nèi)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(fù)合在一起。
其中:
所述尼龍耐刮層含有93質(zhì)量份的尼龍(90~95質(zhì)量份)、3質(zhì)量份的苯磺酸氨和0.1質(zhì)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(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱訕?gòu)成。
其中:所述鋁箔復(fù)合層含有85質(zhì)量份的無規(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)岱鈱雍?5質(zhì)量份的無規(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鋁塑復(fù)合膜的方法依次包括以下步驟:
(1)制作阻隔層
先將力學(xué)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(nèi),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(fù)合層所用原料無規(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?zé)岱鈱铀迷蠠o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(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)對半成品膜進行風(fēng)冷冷卻,使其快速結(jié)晶;
之后,對冷卻后的半成品膜進行高壓電暈處理,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(fù)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(fù)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(fù)合膜由外而內(nèi)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(fù)合在一起。
其中:
所述尼龍耐刮層含有95質(zhì)量份的尼龍、5質(zhì)量份的甘油單硬酯酸酯和5質(zhì)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(fù)合層、力學(xué)支撐層和低溫?zé)岱鈱訕?gòu)成。
其中:所述鋁箔復(fù)合層含有90質(zhì)量份的無規(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)岱鈱雍?0質(zhì)量份的無規(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鋁塑復(fù)合膜的方法依次包括以下步驟:
(1)制作阻隔層
先將力學(xué)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(nèi),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(fù)合層所用原料無規(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?zé)岱鈱铀迷蠠o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(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)對半成品膜進行風(fēng)冷冷卻,使其快速結(jié)晶;
之后,對冷卻后的半成品膜進行高壓電弧處理,在鋁箔復(fù)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(fù)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(fù)合膜。