一種鋰電池軟包裝膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰離子電池軟包裝膜，所述軟包裝膜依次設(shè)有尼龍層、聚氨酯膠粘劑層、鋁箔層、防腐處理層、粘合樹脂層和熱封層，其特征在于，在防腐處理層和粘合樹脂層之間還設(shè)有保護(hù)層，保護(hù)層中含有占保護(hù)層總重量的2%～8%的籠型倍半硅氧烷，所述籠型倍半硅氧烷由羥基籠型倍半硅氧烷和環(huán)氧基籠型倍半硅氧烷組成，羥基籠型倍半硅氧烷和環(huán)氧基籠型倍半硅氧烷之間的重量比為0.1∶1～0.3∶1。本發(fā)明在滿足實用性能的前提下，具有更好的耐沖深性能。
【專利說明】-種結(jié)電池軟包裝膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裡電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種裡電池用軟包裝膜。

【背景技術(shù)】
[0002] 裡電池即裡離子二次電池，由于重量輕、容量大、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等優(yōu)良 特點，被廣泛應(yīng)用于諸如手機、筆記本電腦、攝像機、充電寶、電動車輛、機器人、人造衛(wèi)星等 提供能量，也被用作能量儲存用蓄電池，如充電寶、太陽能電站儲能等。目前裡電池正處于 性能不斷提高、成本不斷降低、應(yīng)用領(lǐng)域快速擴大、市場份額急劇增長的階段。
[0003] 裡電池軟包裝膜作為電池芯的外殼，需要滿足W下基本要求：極好的熱封性、內(nèi)層 材料不與電解液起反應(yīng)且整體耐電解液的性能、極高的阻水阻氧性能、極好的耐沖深性能。 通常，裡電池軟包裝膜至少包括H層結(jié)構(gòu)；尼龍層、中間鉛鉛阻隔層和內(nèi)層熱封層。H層間 經(jīng)膠粘劑或粘合樹脂粘合，通過干法或擠出復(fù)合的方法制備完成。
[0004] 在鉛鉛阻隔層的至少一面需進(jìn)行防腐處理，特別是在鉛鉛阻隔層內(nèi)部必須設(shè)置防 腐處理層，W提高對六氣磯酸裡等電解液的抗腐蝕能力。相對于粘合樹脂層和熱封層的有 機聚合物層，鉛鉛表面的防腐處理層較脆，在沖深過程中防腐處理層會產(chǎn)生針孔、裂紋等缺 陷，影響了包裝膜的應(yīng)用。隨著裡電池在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，急需開發(fā)最大沖深更 高，成型性能更好的軟包裝膜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的問題是；針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種裡電池用軟 包裝膜。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種裡電池軟包裝膜，依次設(shè)有尼龍層、聚氨醋膠粘劑層、鉛鉛層、防腐處理層、粘合樹 脂層和熱封層，在防腐處理層和粘合樹脂層之間還設(shè)有保護(hù)層，保護(hù)層中含有占保護(hù)層總 重量的2%?8%的籠型倍半娃氧焼，所述籠型倍半娃氧焼由輕基籠型倍半娃氧焼和環(huán)氧基 籠型倍半娃氧焼組成，輕基籠型倍半娃氧焼和環(huán)氧基籠型倍半娃氧焼之間的重量比為0. 1 ; 1 ?0. 3 ;1。
[0007] 上述方案中，保護(hù)層的厚度為2?5微米。
[0008] 上述方案中，保護(hù)層為酷酵樹脂層或丙帰酸類樹脂層。
[0009] 上述方案中，所述環(huán)氧基籠型倍半娃氧焼是含一個環(huán)氧基官能團(tuán)的籠型倍半娃氧 焼，輕基籠型倍半娃氧焼是含兩個輕基官能團(tuán)的籠型倍半娃氧焼。
[0010] 上述方案中，所述含兩個輕基官能團(tuán)的籠型倍半娃氧焼的兩個輕基同時在娃籠的 同一個支鏈上。
[0011] 上述方案中，所述防腐處理層使用的處理劑為含有磯化合物，至少含有磯酸、焦磯 酸和多磯酸及其鹽中的一種。
[0012] 上述方案中，所述粘合樹脂層為酸改性聚帰姪樹脂、不飽和駿酸接枝聚帰姪樹脂、 氯化聚丙帰樹脂、金屬離子交聯(lián)聚帰姪樹脂中的一種。
[0013] 上述方案中，所述粘合樹脂層厚度為5?40微米，鉛鉛層厚度為30?50微米。
[0014] 上述方案中，所述熱封層為流延的聚丙帰薄膜或流延的聚己帰-聚丙帰薄膜，熱 封層厚度為20?80微米。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點： 1.本發(fā)明在防腐處理層與粘合樹脂層間設(shè)置了保護(hù)層，可填充防腐處理層在成型過 程中的脆化斷裂產(chǎn)生的針孔、裂紋，保證軟包裝膜的性能。
[0016] 2.保護(hù)層中含有占保護(hù)層總重量的2%?8%的籠型倍半娃氧焼，在保證各層間的 粘接性能前提下，提高了保護(hù)層和防腐處理層的初性，進(jìn)而提高軟包裝膜的耐沖深性能。
[0017] 3.本發(fā)明通過調(diào)整環(huán)氧基籠型倍半娃氧焼和輕基籠型倍半娃氧焼的重量比，使本 發(fā)明提供的軟包裝膜比無保護(hù)層的軟包裝膜最大深度（兩面）要大0. 5?1. 0mm。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中各標(biāo)號表示為：1、尼龍層；2、聚氨醋膠粘劑層；3、鉛鉛層；4、防腐處理層；5、保護(hù) 層；6、粘合樹脂層；7、熱封層。

【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明的裡電池軟包裝膜依次為尼龍層1、聚氨醋膠粘劑層2、鉛鉛層3、防腐處理 層4、保護(hù)層5、粘合樹脂層6和熱封層7。
[0020] 本發(fā)明中尼龍層最佳為雙向拉伸的聚醜胺類樹脂薄膜（PA)。厚度為5?100微米， 最佳選擇15?30微米。15?30微米尼龍層具有良好的阻隔性能和優(yōu)異的耐腐蝕和防紫 外等性能，低于15微米，阻隔性能會變差，高于30微米，造成化工成本升高。
[0021] 為使尼龍層與鉛鉛有良好的粘接性能，在兩層之間設(shè)置粘合劑層，該層粘合劑材 質(zhì)優(yōu)選鉛/塑料粘接性較好的聚氨醋膠粘劑。聚氨醋膠粘劑層厚度3?6微米，低于3微 米，在軟包裝膜應(yīng)用過程中會產(chǎn)生分層的風(fēng)險；高于6微米，由于膠粘劑分子內(nèi)應(yīng)力較大， 會產(chǎn)生不良影響。
[0022] 為提高軟包裝膜的阻隔性能(阻隔水汽、氧)，本發(fā)明中使用的鉛鉛層，為厚度10? 100微米，優(yōu)選20?60微米，最佳30?50微米的軟質(zhì)鉛鉛；厚度低于30微米，鉛鉛阻隔 性能會變差，高于50微米，造成軟包裝膜整體厚度較厚、較重，同時化工成本上升較多。軟 質(zhì)鉛鉛的選擇優(yōu)選鐵含量在0. 3?0. 9%的軟質(zhì)鉛鉛，該是因為鐵含量0. 3?0. 9%時鉛鐵 合金具有優(yōu)秀的延展性能，有利于提高軟包裝膜的應(yīng)用性能。
[0023] 為了提高鉛鉛的耐電解液性能，需要對鉛鉛內(nèi)側(cè)進(jìn)行防腐處理形成防腐處理層， 根據(jù)CN1491443 A專利文獻(xiàn)的方法進(jìn)行防腐處理，優(yōu)選含磯化合物的防腐處理層，更優(yōu)選含 磯酸、多磯酸、焦磯酸及其鹽處理液純化的防腐處理層。防腐處理層厚度0. 2?2微米，防 腐處理層小于0. 2微米，涂層過薄，達(dá)不到良好的防腐性能，厚度大于2微米，涂層過厚，表 現(xiàn)為涂層太脆，達(dá)不到軟包裝膜沖深的要求。
[0024] 為了進(jìn)一步保護(hù)防腐處理層的延展性能，防止防腐處理層的脆化斷裂，提高防腐 處理層的耐沖深性能，本發(fā)明在防腐處理層與粘合樹脂層間設(shè)置了保護(hù)層。所述保護(hù)層為 環(huán)氧樹脂、酷酵樹脂、丙帰酸類樹脂中的一種。所述保護(hù)層厚度為2?5微米，低于2微米， 保護(hù)層對防腐處理層的保護(hù)作用降低，高于5微米會造成成本上升。
[0025] 再進(jìn)一步提高防腐處理層的耐沖深性能，本發(fā)明在保護(hù)層中加入籠型倍半娃氧 焼。在較高溫度如120-20(TC條件下，在鉛鉛表面磯化合物防腐處理層上涂布含籠型倍半娃 氧焼的保護(hù)層，磯化合物與籠型倍半娃氧焼中的環(huán)氧基團(tuán)形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的環(huán)氧基磯酸醋， 可W提高了防腐處理層的初性，但是，如果鉛鉛表面環(huán)氧基磯酸醋局部密度較高，內(nèi)應(yīng)力會 較大，不利于鉛鉛的延展。因此，加入少量輕基籠型倍半娃氧焼，通過輕基與磯化合物形成 氨鍵或化學(xué)鍵交聯(lián)，降低環(huán)氧基磯酸醋在鉛鉛表面的密度。輕基基籠型倍半娃氧焼和環(huán)氧 基籠型倍半娃氧焼的重量比為0. 1 ;1?0. 3 ;1，比例低于0. 1 ;1時，鉛鉛表面環(huán)氧基磯酸醋 局部密度較高，內(nèi)應(yīng)力較大，不利于鉛鉛保持延展性能；比例高于0. 3 ;1時，鉛鉛表面環(huán)氧 基磯酸醋過少，增初性能不明顯，鉛鉛的最大沖深性能沒有明顯的提高。在沖深試驗中選擇 在保護(hù)層中加入環(huán)氧基籠型倍半娃氧焼和輕基籠型倍半娃氧焼制備的軟包裝膜比無保護(hù) 層的軟包裝膜最大深度（兩面）要大0. 5?1. 0mm。
[0026] 環(huán)氧基籠型倍半娃氧焼和輕基籠型倍半娃氧焼在酷酵樹脂、丙帰酸類樹脂能夠均 勻分散，從而提高保護(hù)層的增初性能，保證在沖深過程中保護(hù)層的沖深性能，提高最大沖深 深度。而保護(hù)層與防腐處理層界面上均勻分散的環(huán)氧基籠型倍半娃氧焼與磯化合物進(jìn)行反 應(yīng)形成環(huán)氧基磯酸醋，在高溫干燥過程中因分子鏈的伸縮運動將納米娃籠拉到防腐處理層 表面，進(jìn)一步提高防腐處理層表面的增初性能。
[0027] 保護(hù)層中籠型倍半娃氧焼占保護(hù)層總重量的2?8%，籠型倍半娃氧焼重量低于2% 時，增初效果減弱；高于8%時，防腐處理層表面環(huán)氧基磯酸醋密度較大，初性過高，不利于 進(jìn)行沖深。
[0028] 本發(fā)明中在保護(hù)層與熱封層間設(shè)有粘合樹脂層，所述粘合樹脂為酸改性聚帰姪樹 月旨、不飽和駿酸接枝聚帰姪樹脂、氯化聚丙帰樹脂、金屬離子交聯(lián)聚帰姪樹脂中的一種。所 述粘合樹脂層厚度為5?40微米。
[0029] 熱封層為流延的聚丙帰薄膜或流延的聚己帰-聚丙帰薄膜；熱封層可W為單層或 多層結(jié)構(gòu)；所述熱封層厚度為20?80微米。
[0030] 本發(fā)明的裡電池軟包裝膜的制備方法為，在尼龍薄膜上涂布聚氨醋膠粘劑層，在 聚氨醋膠粘劑層上復(fù)合鉛鉛，鉛鉛的另一面用含磯化合物進(jìn)行處理，得到防腐處理層，在防 腐處理層表面涂布保護(hù)層，在保護(hù)層的表面擠出粘合樹脂層并復(fù)合熱封層，得到得到裡電 池軟包裝膜。
[0031] 下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0032] 實施例1 在15微米尼龍薄膜上涂布干厚3微米聚氨醋膠粘劑，復(fù)合去油處理后的30微米鉛鉛， 在鉛鉛的另一面用磯酸處理得防腐處理層，在防腐處理層上涂布2微米的含有含重量1. 8% Glycidyloxypropylcyclopentyl-POSS ? 和 0. 2〇/〇 1, 2-Propanediol -Isobutyl- P0SS ? (Sigma-Al化ich公司）的丙帰酸樹脂層，在丙帰酸樹脂層另一面再擠出40微米酸改性聚己 帰樹脂并復(fù)合20微米熱封層薄膜，得到裡電池軟包裝膜，測其性能見表1。
[003引 實施例2 在20微米尼龍薄膜上涂布干厚4微米聚氨醋膠粘劑，復(fù)合去油處理后的50微米鉛 鉛，在鉛鉛的另一面用多磯酸處理得防腐處理層，在防腐處理層上涂布5微米的含有重 量 5%Epo;syp;ropyl-切clopentyl-POSS?和 1.5%TMP Diol-切clo -pentyl-POSS?(Hybrid Plastics公司）的丙帰酸類樹脂層，在丙帰酸層另一面再擠出40微米金屬離子交聯(lián)聚帰姪 樹脂，得到裡電池軟包裝膜，測其性能見表1。
[0034] 實施例3 在30微米尼龍薄膜上涂布干厚5微米聚氨醋膠粘劑，復(fù)合去油處理后的40微米 鉛鉛，在鉛鉛的另一面用焦磯酸處理得防腐處理層，在防腐處理層上涂布4微米的含有 重量 7. 2〇/〇Glycido;syp;ropyl-POSS ? 和 0. 7〇/〇 trans-切clohexanediol-Isobuty-POSS ? (Sigma-Al化ich公司）的酷酵樹脂層，在酷酵樹脂層另一面再擠出20微米金屬離子交聯(lián)聚 帰姪樹脂并復(fù)合40微米熱封層薄膜，得到裡電池軟包裝膜，測其性能見表1。
[00巧]實施例4 在25微米尼龍薄膜上涂布干厚6微米聚氨醋膠粘劑，復(fù)合去油處理后的35微米鉛 鉛，在鉛鉛的另一面用磯酸H軸處理得防腐處理層，在防腐處理層上涂布3微米的含有重 量 6%Epo;sy巧clohexylethy；L-切clopentyl-POSS?和 1.2% l,2-Propanedio；L- Isobutyl-POSS "(Hybrid Plastics公司）的酷酵樹脂層，在酷酵樹脂層另一面再擠出10微米不飽和 駿酸接枝聚帰姪樹脂并復(fù)合60微米熱封層薄膜，得到裡電池軟包裝膜，測其性能見表1。
[0036] 實施例5 在20微米尼龍薄膜上涂布干厚4. 5微米聚氨醋膠粘劑，復(fù)合去油處理后的 45微米鉛鉛，在鉛鉛的另一面根據(jù)用焦磯酸軸得防腐處理層，在防腐處理層上涂 布3.5微米的含有重量3%6口〇巧巧(：1〇116又5^161:115^-13〇131115^1斗055*和0.32%付3]18 -切clohexanedi〇]_-Isobut}d-POSS?(Hyb;rid Plastics 公司）的酷酵樹脂層，在酷酵樹脂 層另一面再擠出30微米金屬離子交聯(lián)聚帰姪樹脂并復(fù)合80微米熱封層薄膜，得到裡電池 軟包裝膜，測其性能見表1。
[0037] 對比例 在PA薄膜上涂布干厚4微米聚氨醋膠粘劑，復(fù)合去油處理后的40微米鉛鉛，在鉛鉛的 另一面有磯酸處理的的防腐處理層（依據(jù)專利CN1491443 A提供的方法制備)，在防腐處理 層另一面再擠出30微米金屬離子交聯(lián)聚帰姪樹脂并復(fù)合熱封層薄膜，得到裡電池軟包裝 膜，測其性能見表1。
[00測表1 ;性能數(shù)據(jù)表

【權(quán)利要求】
1. 一種鋰電池軟包裝膜，依次設(shè)有尼龍層、聚氨酯膠粘劑層、鋁箔層、防腐處理層、粘合 樹脂層和熱封層，其特征在于，在防腐處理層和粘合樹脂層之間還設(shè)有保護(hù)層，保護(hù)層中含 有占保護(hù)層總重量的2%?8%的籠型倍半硅氧烷，所述籠型倍半硅氧烷由羥基籠型倍半硅 氧烷和環(huán)氧基籠型倍半硅氧烷組成，羥基籠型倍半硅氧烷和環(huán)氧基籠型倍半硅氧烷之間的 重量比為0. 1 :1?0. 3 :1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，保護(hù)層的厚度為2?5微米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，保護(hù)層為酚醛樹脂層或丙 烯酸類樹脂層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，所述環(huán)氧基籠型倍半硅氧烷 是含一個環(huán)氧基官能團(tuán)的籠型倍半硅氧烷，羥基籠型倍半硅氧烷是含兩個羥基官能團(tuán)的籠 型倍半硅氧烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，所述的含兩個羥基官能團(tuán)的 籠型倍半硅氧烷的兩個羥基同時在硅籠的同一個支鏈上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，所述防腐處理層使用的處理 劑為含有磷化合物，至少含有磷酸、焦磷酸和多磷酸及其鹽中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，所述粘合樹脂層為酸改性聚 烯烴樹脂、不飽和羧酸接枝聚烯烴樹脂、氯化聚丙烯樹脂、金屬離子交聯(lián)聚烯烴樹脂中的一 種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，所述粘合樹脂層厚度為5? 40微米，鋁箔層厚度為30?50微米。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰電池軟包裝膜，其特征在于，所述熱封層為流延的聚丙烯 薄膜或流延的聚乙烯_聚丙烯薄膜，熱封層厚度為20?80微米。
【文檔編號】H01M2/02GK104485430SQ201410757596
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】張學(xué)建, 胡亞召, 董云肖, 常建立 申請人:樂凱膠片股份有限公司