| 专利类型 | 实用新型 | 法律事件 | 授权; 权利转移; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN201721694801.8 | 申请日 | 2017-12-08 |
| 公开(公告)号 | CN207758274U | 公开(公告)日 | 2018-08-24 |
| 申请人 | 苏州爱康薄膜新材料有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 刘平磊; 苗鲁滨; 汪裕超; 吴新星; | 第一发明人 | 刘平磊 |
| 权利人 | 苏州爱康薄膜新材料有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 上海海优威新材料股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：江苏省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：江苏省苏州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：江苏省苏州市张家港经济开发区南区镇北西路 | 邮编 | 当前专利权人邮编：215600 |
| 主IPC国际分类 | B32B15/20 | 所有IPC国际分类 | B32B15/20 ; B32B15/09 ; B32B15/088 ; B32B27/34 ; B32B27/36 ; B32B27/06 ; B32B37/12 ; B32B38/00 ; C08L23/14 ; C08L51/06 ; C08L51/00 ; C08L23/12 ; C09J163/00 ; B29C65/48 ; C23C14/35 ; C23C14/24 ; C23C14/10 ; C23C14/08 ; C23C14/20 ; H01M2/02 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 7 | 专利文献类型 | U |
| 专利代理机构 | 江阴市扬子专利代理事务所 | 专利代理人 | 隋玲玲; |
| 摘要 | 本实用新型提供了一种高阻 水 阻燃的锂 电池 封装用复合膜，包括保护层、胶黏剂层、 钝化 铝 箔层和 热封 层，其中所述保护层为单面或双面 镀 层的尼龙膜或聚酯膜，镀层厚度约1~5μm，所述热封层为三层结构的粘结热封CPP一体层，厚度约30-80μm，所述三层结构包括粘结作用层， 支撑 作用层，热封作用层。本实用新型制备的复合膜有效降低了尼龙的吸水，并增强了与铝箔间胶黏剂层的耐 水解 性能，并且 多层共挤 出淋膜的工艺，实现了从原料到成品复合膜的一次成型，省去了CPP膜的单独生产和粘结剂贴合的工艺，有效降低了生产成本和设备投入。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利 | ||
| 权利要求 | 1.一种高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜，其特征在于：包括保护层、胶黏剂层、钝化铝箔层和热封层，其中所述保护层为单面或双面镀层的尼龙膜或聚酯膜，镀层厚度约1 5μ~ |
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| 说明书全文 | 一种高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜技术领域[0001] 本实用新型涉及封装材料领域，主要涉及软包锂电池封装材料领域，具体涉及一种高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜及其制备方法。 背景技术[0002] 锂离子电池由于其重量轻、容量大、循环寿命长以及无记忆效应等优势，在数码电子领域广泛应用，近年来，更是在新能源汽车、储能等新兴领域快速发展。传统锂电池使用的铝壳、钢壳等刚性材料包装，除了轻便型问题外，也存在压力过大爆炸等安全隐患。针对锂电池金属包装存在的一系列问题，一种新的铝塑复合膜包装材料应运而生。该包装材料一般由三层膜材料复合而成，从外到内依次是保护层、铝箔层、耐腐蚀热封层，，通常保护层是双向拉伸的尼龙膜（BOPA膜）、铝箔层采用单面或双面钝化处理、耐腐蚀层是流延聚丙烯膜（CPP膜）。铝箔和外层尼龙膜的粘结方式，均是靠胶黏剂干式复合工艺。铝箔和内层CPP膜的粘结方式有两种。一种是热压复合，即使用挤出机将粘合树脂挤出淋膜在铝箔表面，然后再热压粘合CPP膜。另外一种是铝箔表面涂布胶黏剂，再烘干溶剂与CPP膜进行干式复合。 [0003] 外层的尼龙膜，由于本身易吸水，且阻水性较差，对使用环境要求较高，保存期短，用于尼龙膜和中间层铝箔粘结胶黏剂也易因水解造成粘结力降低等问题，尼龙膜本身阻燃性也不佳，在电池短路、受挤压等引发起火的情况下，不能有效的保证安全。 [0004] 内层的CPP膜同铝箔复合，无论热压挤出复合CPP膜还是胶黏剂干式复合CPP膜，都需要先购买或者制备出CPP膜，增加了材料和工艺成本。此外，热压复合存在整体厚度较大，不宜制备超薄型封装膜问题；干式复合需要面临溶剂处理等问题。 发明内容 [0005] 针对常规保护层尼龙膜的阻水阻燃性不足问题和内层CPP膜热封层的成型问题，本实用新型提供一种高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜，具有高阻水阻燃，并且成本低。 [0006] 本实用新型提供了一种高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜，包括保护层、胶黏剂层、钝化铝箔层和热封层，其中所述保护层为单面或双面镀层的尼龙膜或聚酯膜，镀层厚度约1 5μm，所述热封层为三层结构的粘结热封CPP一体层，厚度约30-80μm，所述三层结构包~ 括粘结作用层，支撑作用层，热封作用层。 [0008] 进一步地，镀层采用蒸镀或溅射方式形成单层或多层镀层。 [0009] 进一步地，热封层的三层结构包括：（1）粘结作用层厚度6-15μm；（2）支撑作用层厚度15-50μm；（3）热封作用层厚度10-20μm。 [0010] 进一步地，支撑作用层与热封作用层的厚度之比为3:1-1:1 [0012] 镀层采用蒸镀或溅射方式形成单层或多层镀层。蒸镀的方法优选为真空蒸镀，常见的流程包括脱脂处理用丙酮或酒精进行清洗，表面处理包括电晕放电处理，紫外线照射 处理等，底面涂布/硬化处理（必要时），真空蒸镀工艺。溅射的方法可以为常见的溅射镀膜方法，优选为磁控溅射法。镀层材料优选为铝、二氧化硅、氧化铝等金属或氧化物，其中考虑耐水阻隔效果，以及粘结性，制备的便利性，优选为用氧化铝作为镀层材料。镀层可以单层或多层，优选为多层结构，可以通过重复溅射来实现。镀层的厚度优选为1-5μm，过厚的镀层导致制备成本过高，并减低粘结性，过小的厚度不能起到很好的阻隔效果。 [0013] 热封层的材料为三层共挤复合膜，包括热封作用层，支撑作用层，粘结作用层。粘结作用层主要起到粘结铝箔与热封层的作用。如图3所示，常规粘结热封层和铝箔层的方法是在两者之间通过胶黏剂层来连接。而本实用新型通过多层淋膜工艺利用马来酸酐改性聚丙烯为主体的粘结作用层，在一步成型工艺中直接与钝化铝箔相粘结，减少了生产工艺步 骤，并降低了成本，同时避免常规的胶黏剂的不良耐腐蚀性能。 [0014] 而支撑作用层主要起到内层结构制成的作用，也能与热封作用层共同起到阻隔电解液腐蚀的效果。支撑作用层成分包含：均聚聚丙烯50%-70%、共聚聚丙烯20%-30%、弹性体 10%-20%、抗氧剂1%-2%。厚度15-50μm；而热封作用层包含：共聚聚丙烯60%-70%、弹性体20%- 40%、抗氧剂1%-2%、爽滑剂1%-3%。厚度10-20μm。支撑作用层以均聚聚丙烯与共聚聚丙烯混合物为主体，而热封作用层以共聚聚丙烯为主体，两者的物性性能包括粘度，力学性能和凝固温度不同，从而实现了不同的作用。支撑作用层与热封作用层共同作用，起到完全隔离电解液的作用，并支撑作用层支撑铝塑膜的整体结构，提高其力学性能。为了更好的实现本实用新型的效果，支撑作用层与热封作用层的厚度之比为3:1-1:1，优选为2：1。 [0015] 本实用新型的有益技术效果： [0016] （1）本实用新型使用的保护层为单面或双面镀层的尼龙膜或聚酯膜，镀层可以为镀铝层、二氧化硅、氧化铝等金属或氧化物，采用蒸镀或溅射方式形成单层或多层镀层，镀层厚度约1 5微米不等，镀膜处理的保护层，有优异的阻水阻燃型。采用含有镀层的尼龙或~ 聚酯膜，保护层的透水率由3-5g/m2/24h降低到1g/m2/24h以下，有效降低了尼龙的吸水，并增强了与铝箔间胶黏剂层的耐水解性能。 [0018] 图1：本实用新型的高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜的结构示意图。 [0019] 其中：尼龙膜或聚酯膜1、镀层2、钝化铝箔层3、胶黏剂层4、热封层5。 [0020] 图2：本实用新型的封装用复合膜的热封层的结构示意图。 [0021] 其中：粘结作用层501，支撑作用层502，热封作用层503。 [0022] 图3：常规复合膜结构示意图。 具体实施方式[0023] 下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。 [0024] 一种高阻水阻燃的锂电池封装用复合膜，包括保护层、胶黏剂层4、钝化铝箔层3和热封层5，其中所述保护层为单面或双面镀层的尼龙膜或聚酯膜1，镀层2厚度约1 5μm，所述~热封层为三层结构的粘结热封CPP一体层，厚度约30-80μm，所述三层结构包括粘结作用层，支撑作用层，热封作用层。 [0025] 根据表1的配方，按以下步骤制备实施例1-5与对比例1-5 [0026] （1）基层铝箔层采用厚度为30μm的退火软铝，对铝箔双面涂布铬酸盐进行表面钝化处理； [0027] （2）尼龙膜或聚酯膜采用常规的蒸镀或溅射工艺，将铝、氧化硅、氧化铝等材料镀在薄膜表面，镀层厚度1-5μm； [0028] （3）在钝化的铝箔层一个面涂布胶黏剂改性环氧树脂，胶黏剂厚度3-5μm，然后同双面镀层的尼龙膜或聚酯膜保护层进行干式复合，制备复合膜的半成品； [0029] （4）热封层的三层物料：马来酸酐改性聚丙烯30%、丙烯酸改性聚丙烯7.5%、马来酸酐改性苯乙烯7.5%、共聚聚丙烯53.5%、抗氧剂1.5%；（2）均聚聚丙烯60%、共聚聚丙烯25%、弹性体14%、抗氧剂1%；（3）共聚聚丙烯65%、弹性体35%、抗氧剂2%、爽滑剂3%。分别用三个双螺杆挤出机挤出，同时连接三腔共挤模具；各挤出机的物料在模具出口复合，再流延到上述半成品的铝箔表面，粘结作用层同铝箔贴合，然后经过多辊热压复合。各螺杆温度在200℃左右，模具温度在230℃左右，热压辊温度分别在90℃左右。 [0030] 对比例6采用常用的制备方法制备的铝塑膜，如图3所示。 [0031] 表1 实施例与对比例的配方 [0032] [0033] 将上述实施例与对比例制备的铝塑膜分别做成200Ah锂离子电池，然后按照本行业的标准GB/T18287-2013检测锂离子电池的安全性。结果如表2所示。 [0034] 根据GB 1037标准，使用透水性测试仪测试24h内透过制备的铝塑膜的透水量。结果如表2所示。 [0035] 表2 实施例与对比例的性能测试结果 [0036] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6（普通样品）短路着火率 0 0 0 0 0 10% 5% 10% 30% 30% 50% 透水率（g/m2/24h） 0.6 0.8 1.0 0.8 0.8 3.2 1.4 1.6 2.6 3.0 5.0 [0037] 对比实施例发现，本实用新型镀层优选为多层的氧化铝。对比实施例与对比例1发现，在没有镀层的情况下，制备的产品的透水率很高，同时制备的电池的耐燃性下降，与对比例6对比，发现没有三层热封层的情况下，透水率和着火率进一步升高，说明镀层与三层热封层起到协同提高性能的效果。对比实施例与对比例2，发现过厚的镀层，反而不能起到最优的隔水效果，推测是因为过厚的镀层导致层与层之间粘结力下降从而导致层与层间粘 合不够紧密，导致透水率升高。对比实施例与对比例3,4,5，发现支撑层与热封层需要同时存在并保持在一定比例范围内，在没有支撑层或热封层的情况下，着火率与透水率都大大 提高，可能是因为没有支撑层的情况下，铝塑膜的力学性能下降，导致容易破裂，而没有热封层的情况，容易导致电解液外渗透，从而引发安全性问题。 |
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