一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池包裝材料領(lǐng)域，特別涉及一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物鋰離子電池由于其比容量大且應(yīng)用安全的特點(diǎn)，是未來(lái)電池的主要發(fā)展方向。聚合物鋰離子電池的安全性主要是通過(guò)軟包裝膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬質(zhì)金屬殼而實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電池內(nèi)部有氣脹時(shí)，電池充放電生熱時(shí)可能就會(huì)由于內(nèi)部壓力較大，而硬質(zhì)金屬殼不能有緩沖而發(fā)生爆炸進(jìn)而危害人身安全，軟包裝膜的韌性恰好避免了這一點(diǎn)，使電池應(yīng)用更加安全。
[0003]為保證電池應(yīng)用的安全性，軟包裝膜需具有熱封性能、阻隔性能及耐磨性能等優(yōu)點(diǎn)，因而聚合物鋰離子電池軟包裝膜通常是由不同材料組成的復(fù)合膜，其中由于尼龍的耐磨性和強(qiáng)度遠(yuǎn)超一般的高聚物，因而其適合作為軟包裝膜的外層材料，而尼龍的種類眾多，如何改性優(yōu)化選擇合適的尼龍產(chǎn)品對(duì)于改進(jìn)軟包裝膜的品質(zhì)具有重要影響，也是制備高品質(zhì)軟包裝膜的關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍材料。該專膜用尼龍材料具有優(yōu)異的耐磨性能，同時(shí)尼龍內(nèi)表面等離子活性點(diǎn)可很好地與其他高聚物、熱熔膠膜或粘結(jié)劑進(jìn)行強(qiáng)復(fù)合、不分層，該尼龍材料可應(yīng)用作為聚合物鋰離子電池外包裝復(fù)合膜中的制備原材料之一。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，包括離子活性層、第一改性尼龍層、第二改性尼龍層、硅化致密層，該尼龍層材料具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍由內(nèi)到外依次為離子活性層、第一改性尼龍層、第二改性尼龍層、娃化致密層。
[0006]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述離子活性層的材質(zhì)為有機(jī)烷烴、雙氧水、有機(jī)酸、有機(jī)硅化物中的一種或組合，處理方式為等離子噴射氧化處理，其厚度為l_500nm。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一改性尼龍層中材質(zhì)為尼龍與低密度聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝物、玻璃纖維、三元乙丙橡膠、聚氧化乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或其組合。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一改性尼龍層的厚度為10-60 μ m，尼龍與其混合物比例為99/1-55/45。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第二改性尼龍層中材質(zhì)為尼龍與納米粘土、納米碳酸鈣、鈦酸鉀晶須、碳黑的中的一種或幾種組合。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第二改性尼龍層的的厚度為10-100 μπι，尼龍與其混合物比例為100/0-80/20。
[0011]
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述硅化致密層中材質(zhì)為二氧化硅、硅鈦化合物、正硅基有機(jī)物、氟硅氧烷化物中的一種或幾種組合，厚度為100-2000nm。
[0012]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:首先，通過(guò)第一改性尼龍層與第二改性尼龍層熱熔共擠復(fù)合，提高尼龍材料的耐磨性、韌性；其次，在尼龍材料內(nèi)表面等離子處理使表面具有帶活性點(diǎn)的自由基，可提高聚丙烯材料與其他材料的粘結(jié)強(qiáng)度及阻隔性，加工簡(jiǎn)單且可使尼龍材料與其他材料形成復(fù)合膜不分層，外層加一致密化合物可提高尼龍的耐磨和阻隔性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，I為離子活性層；2為第一改性尼龍層；3為第二改性尼龍層；4為硅化致密層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
實(shí)施例
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，包括離子活性層1、第一改性尼龍層2、第二改性尼龍層3、硅化致密層4，該尼龍層材料具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍由內(nèi)到外依次為離子活性層1、第一改性尼龍層2、第二改性尼龍層3、硅化致密層4。
[0017]所述離子活性層的材質(zhì)為有機(jī)烷烴、雙氧水、有機(jī)酸、有機(jī)硅化物中的一種或組合，處理方式為等離子噴射氧化處理，其厚度為l_500nm。
[0018]所述第一改性尼龍層中材質(zhì)為尼龍與低密度聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝物、玻璃纖維、三元乙丙橡膠、聚氧化乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或其組合。在尼龍中添加有機(jī)物可提高尼龍的韌性和與有機(jī)聚合物間的粘結(jié)性。
[0019]所述第一改性尼龍層的厚度為10-60 μ m，尼龍與其混合物比例為99/1-55/45。
[0020]所述第二改性尼龍層中材質(zhì)為尼龍與納米粘土、納米碳酸鈣、鈦酸鉀晶須、碳黑的中的一種或幾種組合。在尼龍中添加無(wú)機(jī)材料可提高尼龍的耐磨和韌性。
[0021]所述第二改性尼龍層的的厚度為10-100 μ m，尼龍與其混合物比例為
100/0-80/20 ο
[0022]所述硅化致密層中材質(zhì)為二氧化硅、硅鈦化合物、正硅基有機(jī)物、氟硅氧烷化物中的一種或幾種組合，厚度為100-2000nm。
[0023]一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍制備工藝，具體包括如下步驟:
1)第一改性尼龍與第二改性尼龍?jiān)?50-350°C溫度下熔融共擠，形成共擠物；
2)在共擠物內(nèi)層空氣氧化等離子噴射處理，形成帶活性內(nèi)層共擠物；
3)在上述改性共擠物的外層噴涂硅化涂料，形成致密外層，干燥得到成品尼龍。
[0024]本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)測(cè)定達(dá)到以下指標(biāo): 1.沖擊強(qiáng)度測(cè)試:大于15X 10 2kJ/m2；
2.尼龍穿刺強(qiáng)度測(cè)試:大于22N。
[0025]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，包括離子活性層、第一改性尼龍層、第二改性尼龍層、硅化致密層，該尼龍層材料具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍由內(nèi)到外依次為離子活性層、第一改性尼龍層、第二改性尼龍層、硅化致密層。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，所述等離子活性層的材質(zhì)為有機(jī)烷烴、雙氧水、有機(jī)酸、有機(jī)硅化物中的一種或組合，處理方式為等離子噴射氧化處理，其厚度為l_500nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，所述第一改性尼龍層中材質(zhì)為尼龍與低密度聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝物、玻璃纖維、三元乙丙橡膠、聚氧化乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或其組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，所述第一改性尼龍層的厚度為10-60 μ m，尼龍與其混合物比例為99/1-55/45。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，所述第二改性尼龍層的材質(zhì)為尼龍與納米粘土、納米碳酸鈣、鈦酸鉀晶須、碳黑的中的一種或幾種組合。6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，所述第二改性尼龍層的的厚度為10-100 μm，尼龍與其混合物比例為100/0-80/20。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍，其特征在于，所述硅化致密層中材質(zhì)為二氧化硅、硅鈦化合物、正硅基有機(jī)物、氟硅氧烷化物中的一種或幾種組合，厚度為100-2000nm。8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍制備工藝，其特征在于，包括如下步驟:1)第一改性尼龍與第二改性尼龍?jiān)?50-350°C溫度下熔融共擠，形成共擠物； 2)在共擠物內(nèi)層空氣氧化等離子噴射處理，形成帶活性內(nèi)層共擠物； 3)在上述改性共擠物的外層噴涂硅化涂料，形成致密外層，干燥得到成品尼龍。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用聚丙烯，包括離子活性層、第一改性尼龍層、第二改性尼龍層、硅化致密層，該尼龍層材料具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用尼龍由內(nèi)到外依次為離子活性層、第一改性尼龍層、第二改性尼龍層、硅化致密層。本發(fā)明中制備的尼龍具有優(yōu)異的耐磨性能和與熱熔膠膜或膠粘劑強(qiáng)的粘結(jié)性能，復(fù)合后不易分層，滿足聚合物鋰離子電池軟包裝膜應(yīng)用選擇的尼龍材料要求，可作為該類型鋰離子電池包裝復(fù)合膜中的外層材料。
【IPC分類】B32B9/00, B32B27/18, B32B27/34, B32B37/00, B32B27/06, B32B37/15
【公開(kāi)號(hào)】CN105128470
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510500351
【發(fā)明人】章結(jié)兵, 謝鳳秀
【申請(qǐng)人】蘇州鋰盾儲(chǔ)能材料技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月16日