一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池包裝材料領(lǐng)域，特別涉及一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池由于其重量輕、容量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)(大于1000次)以及無記憶效應(yīng)的優(yōu)勢(shì)很快在手機(jī)、筆記本電腦等電池應(yīng)用領(lǐng)域快速擴(kuò)展，同時(shí)由于鋰離子電池的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已在動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池領(lǐng)域有所應(yīng)用。
[0003]鋰離子電池可分為硬殼電池和聚合物電池，由于聚合物鋰離子電池內(nèi)部沒有可移動(dòng)的電解液，同時(shí)電池可以做成極薄的片狀和各種形狀，甚至單片電池可做到0.6mm厚，因而在對(duì)電池輕量化、小量化或?qū)﹄姵匦螤钜髧?yán)格的應(yīng)用領(lǐng)域，聚合物電池有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
[0004]聚合物電池應(yīng)用的軟包裝鋁塑膜可阻隔環(huán)境的水、氧等對(duì)電池內(nèi)電解液的侵蝕，保護(hù)電池電解液的穩(wěn)定，延長(zhǎng)電池的使用壽命。由于聚合物鋰離子電池中含有多種有機(jī)溶劑和鋰鹽，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、二乙基碳酸酯(DEC)、二甲氧基乙烷(DME)、二甲基碳酸酯(DMC)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、六氟砷酸鋰(LiASF6)等，這些溶劑具有極性和滲透性強(qiáng)的特征，同時(shí)電池中的鋰鹽極易水解，遇水能迅速產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性的氫氟酸和其他氣體，造成電池鼓氣、循環(huán)壽命下降和其他電性能(容量、絕緣性等)降低，甚至導(dǎo)致電池快速失效，因此如何提高鋁塑膜的阻隔性和耐酸溶解性對(duì)聚合物鋰離子電池的穩(wěn)定運(yùn)行及長(zhǎng)久使用均十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜及其制備方法，該鋁塑膜具有優(yōu)異的阻隔性能、熱封性能、延展性能及耐腐蝕性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜及其制備方法。該鋁塑膜包括改性聚丙烯層、聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、等離子處理層、膠粘劑層、納米硅化層、納米鈦化層、鋁箔層、鈍化層、膠粘劑層、等離子處理層、聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、尼龍層，其由內(nèi)到外依次為改性聚丙烯層、聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、等離子處理層、膠粘劑層、納米硅化層、納米鈦化層、鋁箔層、鈍化層、膠粘劑層、等離子處理層、聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、尼龍層。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述納米硅化層的材料為Cr3S1、Cr-S1-N、NiSi2/Ti5Si3中的一種或幾種。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述鈉米硅化層的厚度為0.1-1OOnm0
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述納米鈦化層的材料為Ti5Si3、TiB、TiB2、Ti02中的一種或幾種。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述納米鈦化層的厚度為0.1-1OOnm0
[0011]—種高阻隔高耐酸型鋁塑膜的制備方法，包括以下步驟:
1)采用雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)在鋁箔表面先后沉積鈦化物和硅化物，鋁箔對(duì)應(yīng)尼龍復(fù)合面進(jìn)行鉻化處理，最終使鋁箔表面形成多納米結(jié)構(gòu)層材料；
2)改性聚丙烯與聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物形成多層層壓材料并對(duì)聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進(jìn)行等離子體處理；
3)將尼龍與聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物形成多層層壓材料并對(duì)聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進(jìn)行等離子體處理；
4)將改性聚丙烯多層層壓材料、多納米結(jié)構(gòu)層鋁箔材料、改性尼龍多層層壓材料通過膠粘劑進(jìn)行層壓復(fù)合，得到復(fù)合鋁塑膜；
5)對(duì)該鋁塑膜進(jìn)行干燥、熟化、收卷，得到成品復(fù)合包裝鋁塑膜。
[0012]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:首先，該復(fù)合膜中聚丙烯層內(nèi)層和外層尼龍層內(nèi)層增加一層聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物可提高內(nèi)層的阻隔性能；其次，該復(fù)合膜中鋁箔層采用雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)在鋁箔表面先后沉積鈦化物和硅化物，可有效提高鋁箔的耐磨和耐腐蝕性能，從而實(shí)現(xiàn)鋁塑膜的阻隔性和耐腐蝕性能的綜合提高。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]1.改性聚丙烯層;2.聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層3.等離子處理層;4.膠粘劑層;5.納米硅化層;6.納米鈦化層;7.鋁箔層;8.鈍化層;9.膠粘劑層;10.等離子處理層；11.聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層;12.尼龍層。
【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)明提供了一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜及其制備方法，包括1.改性聚丙烯層、2.聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、3.等離子處理層、4.膠粘劑層、5.納米硅化層、6.納米鈦化層、7.鋁箔層、8.鈍化層、9.膠粘劑層、10.等離子處理層、11.聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、12.尼龍層。
[0017]所述改性聚丙烯層I的材料為聚丙烯與聚乙烯的混合物，其中聚乙烯在總重量中的占比為10-30%，膜層厚為5-30μπι。
[0018]所述聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層2和層11的材料為聚丙烯與環(huán)戊烯、降冰片烯、二甲橋八氫萘中的一種或幾種進(jìn)行共擠，其中環(huán)烯烴類共聚物在總重量中的占比為10-30%，膜層厚為5-30μπι。
[0019]所述等離子處理層3和等離子處理層10采用在空氣、氧氣、氬氣或氨氣中的一種進(jìn)行處理。
[0020]所述膠粘劑層4選擇為單組分聚氨酯膠粘劑、雙組分聚氨酯膠粘劑、聚丙烯酸樹脂膠粘劑、聚醋酸乙烯膠粘劑、脲醛樹脂膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑中的一種或兩種以上組合。
[0021]所述納米硅化層5的材料為Cr3S1、Cr-S1-N、NiSi2/Ti5Si3中的一種或幾種。
[0022]所述鈉米硅化層5的厚度為0.1-lOOnm。
[0023]所述納米鈦化層6的材料為Ti5Si3、TiB、TiB2、Ti02中的一種或幾種。
[0024]所述納米鈦化層6的厚度為0.1-1OOnm0
[0025]所述鋁箔層7的厚度為30_70μπι。
[0026]所述鋁箔鈍化層8的厚度為0.l-100nm，采用的鈍化方式為鉻酸鉀、重鉻酸鉀或鉻酐化學(xué)氧化中的一種或幾種。
[0027]尼龍層的厚度為30_70μπι。
[0028]—種高阻隔高耐酸型鋁塑膜的制備方法，包括以下步驟:
1)采用雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)在鋁箔表面先后沉積鈦化物和硅化物，鋁箔對(duì)應(yīng)尼龍復(fù)合面進(jìn)行鉻化處理，最終使鋁箔表面形成多納米結(jié)構(gòu)層材料；
2)改性聚丙烯與聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物形成多層層壓材料并對(duì)聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進(jìn)行等離子體處理；
3)將尼龍與聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物形成多層層壓材料并對(duì)聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進(jìn)行等離子體處理；
4)將改性聚丙烯多層層壓材料、多納米結(jié)構(gòu)層鋁箔材料、改性尼龍多層層壓材料通過膠粘劑進(jìn)行層壓復(fù)合，得到復(fù)合鋁塑膜；
5)對(duì)該鋁塑膜進(jìn)行干燥、熟化、收卷，得到成品復(fù)合包裝鋁塑膜。
[0029]本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)過測(cè)定達(dá)到以下指標(biāo):
1.剝離強(qiáng)度測(cè)試:電解液浸泡85°C、7天，膜層間剝離強(qiáng)度大于等于8N/15mm。
[0030]2.抗?jié)B透性測(cè)試:在60°C的水中浸泡14天，無分層，重量變化小于0.05克。
[0031 ] 3.深沖性能測(cè)試，深沖深度達(dá)到6mm以上。
[0032]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)人員來說，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)】
1.一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜，其特征在于，改性聚丙烯層、第一聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、第一等離子處理層、第一膠粘劑層、納米硅化層、納米鈦化層、鋁箔層、鈍化層、第二膠粘劑層、第二等離子處理層、第二聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、尼龍層，其由內(nèi)到外依次為改性聚丙烯層、第一聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、第一等離子處理層、第一膠粘劑層、納米硅化層、納米鈦化層、鋁箔層、鈍化層、第二膠粘劑層、第二等離子處理層、第二聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、尼龍層。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高阻隔高耐酸型鋁塑膜，其特征在于，所述納米硅化層的材料為 Cr3S1、Cr-S1-N、NiSi2/Ti5Si3 中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的高阻隔高耐酸型鋁塑膜，其特征在于，所述鈉米硅化層的厚度為0.l-100nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高阻隔高耐酸型鋁塑膜，其特征在于，所述納米鈦化層的材料為Ti5Si3、TiB、TiB2、Ti02中的一種或幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的高阻隔高耐酸型鋁塑膜，其特征在于，所述納米鈦化層的厚度為0.l-100nm。6.—種制備權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的高阻隔高耐酸型鋁塑膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)采用雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)在鋁箔表面先后沉積鈦化物和硅化物，鋁箔對(duì)應(yīng)尼龍復(fù)合面進(jìn)行鉻化處理，最終使鋁箔表面形成多納米結(jié)構(gòu)層材料； 2)改性聚丙烯與聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物形成多層層壓材料并對(duì)聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進(jìn)行等離子體處理； 3)將尼龍與聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物形成多層層壓材料并對(duì)聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進(jìn)行等離子體處理； 4)將改性聚丙烯多層層壓材料、多納米結(jié)構(gòu)層鋁箔材料、改性尼龍多層層壓材料通過膠粘劑進(jìn)行層壓復(fù)合，得到復(fù)合鋁塑膜； 5)對(duì)該鋁塑膜進(jìn)行干燥、熟化、收卷，得到成品復(fù)合包裝鋁塑膜。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高阻隔高耐酸型鋁塑膜。由內(nèi)到外依次為改性聚丙烯層、聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、等離子處理層、膠粘劑層、納米硅化層、納米鈦化層、鋁箔層、鈍化層、膠粘劑層、等離子處理層、聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠層、尼龍層。本發(fā)明采用在聚丙烯層內(nèi)層和外層尼龍層內(nèi)層增加一層聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物可提高內(nèi)層的阻隔性能，同時(shí)在鋁箔層中采用雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)在鋁箔表面先后沉積鈦化物和硅化物，可有效提高鋁箔的耐磨和耐腐蝕性能，是一種性能優(yōu)異的可應(yīng)用于聚合物鋰離子電池中的鋁塑膜。
【IPC分類】B32B27/08, C23C14/46, B32B27/32, B32B38/00, B32B15/20, B32B15/085, B32B27/06, B32B33/00, C23C14/06, B32B27/34
【公開號(hào)】CN105584151
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510915853
【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
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月12日