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(大于1000次)以及無記憶效應的優(yōu)勢很快在手機、筆記本電腦等電池應用領(lǐng)域快速擴展，同時由于鋰離子電池的獨特優(yōu)勢，已在動力電池及儲能電池領(lǐng)域有所應用。
[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)部沒有可移動的電解液，同時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，因而在對電池輕量化、小量化或?qū)﹄姵匦螤钜髧栏竦膽妙I(lǐng)域，聚合物電池有其獨特的優(yōu)勢。
[0004]聚合物電池應用的軟包裝鋁塑膜可阻隔環(huán)境的水、氧等對電池內(nèi)電解液的侵蝕，保護電池電解液的穩(wěn)定，延長電池的使用壽命。由于聚合物鋰離子電池中含有多種有機溶劑和鋰鹽，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的特征，同時電池中的鋰鹽極易水解，遇水能迅速產(chǎn)生強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聚合物鋰離子電池的穩(wěn)定運行及長久使用均十分重要。

【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，鋁箔對應尼龍復合面進行鉻化處理，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聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進行等離子體處理；
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聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進行等離子體處理；
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行層壓復合，得到復合鋁塑膜；
5)對該鋁塑膜進行干燥、熟化、收卷，得到成品復合包裝鋁塑膜。
[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。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡明本發(fā)明。
實施例
[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，鋁箔對應尼龍復合面進行鉻化處理，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聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進行等離子體處理；
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聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進行等離子體處理；
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行層壓復合，得到復合鋁塑膜；
5)對該鋁塑膜進行干燥、熟化、收卷，得到成品復合包裝鋁塑膜。
[0029]本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)過測定達到以下指標:
1.剝離強度測試:電解液浸泡85°C、7天，膜層間剝離強度大于等于8N/15mm。
[0030]2.抗?jié)B透性測試:在60°C的水中浸泡14天，無分層，重量變化小于0.05克。
[0031 ] 3.深沖性能測試，深沖深度達到6mm以上。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(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和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
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，鋁箔對應尼龍復合面進行鉻化處理，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聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進行等離子體處理； 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聚丙烯和環(huán)烯烴類共聚物共擠物面進行等離子體處理； 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行層壓復合，得到復合鋁塑膜； 5)對該鋁塑膜進行干燥、熟化、收卷，得到成品復合包裝鋁塑膜。
【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】CN105584151
【申請?zhí)枴緾N201510915853
【發(fā)明人】章結(jié)兵, 謝鳳秀
【申請人】蘇州鋰盾儲能材料技術(shù)有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月12日