[发明专利]一种用于锂电池的铝塑膜包装材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锂电池的铝塑膜包装材料，特别是一种具有优异耐水性、耐高温及耐腐蚀性的铝塑膜包装材料，应用于锂电池作为铝塑膜包装使用，可提升锂电池的使用年限。

背景技术

锂电池在同等容量的前提下，因为要求轻、薄及寿命长，除了将原本圆柱状改变为平板式之外，包装材料也从金属壳改为软质包装的铝塑膜，并且已广泛应用于iPhone、iPad、Ultrabook等3C产品，目前正积极开发用于电动车等。

锂电池的铝塑膜包装材料与食品软包装复合膜结构相似，包括由最外层、中间层(或称阻隔层)和最内层迭合构成的迭层结构，各迭层之间通过贴合剂而形成贴合层，且将各迭层相互黏合成一体式的复合膜结构。各迭层的材料及作用，说明如下：

(l)最外层材料：

在加工过程中，最外层材料需要保护中间层或铝箔层不受划伤，并且能够连续操作，同时保证产品的成品率；而且，在电池使用过程中，最外层材料也需要保护电池的内部结构。因此，最外层材料的特性，需要具备耐冲击性、耐穿刺性、耐热及耐摩擦性，以及具备优异绝缘性。

(2)中间层材料：

锂电池要求非常优良的耐水蒸气性能、良好黏合强度以保证热封性能不受影响，因此，中间层材料的特性，必须有良好的抗针孔性，稳定的可加工成型性及优良的双面复合性。

(3)最内层材料：

锂电池的货架时间长，需要求最内层材料具备优良耐有机溶剂性、热黏性及稳定热封强度。最内层材料的摩擦系数不能过大，才能拥有良好凹凸模压成型性能，以确保电池在生产过程中够顺利稳定进行。此外，抽真空时，锂电池极耳的金属毛刺，易穿刺最内层材料，导致对最内层材料产生不良后果，因此，最内层材料也需具备优良耐穿刺性。

然而，锂电池使用铝塑膜包装材料时，为防止水份与六氟磷酸锂(LiPF₆)电解液反应成氢氟酸(HF)，造成铝箔腐蚀、电池短路、爆炸及膨胀等，对于多层包装膜的迭层结构要求，较使用硬壳包装材料来得更加严苛。

为了改善上述要求，已经公开的先前技术，包括：

美国第2002142178号公开了一种聚合物电池用包装材料，至少具备有基底层、铝箔层及内层。其中，设置在铝箔层两面的化学转化处理层，是使用磷酸铬酸盐处理而成的，铝箔两面先化学转化处理以后，再通过各自的黏合剂与基层底及最内层相互黏合。

中国专利第1581531A公开了一种黏合剂，减少了内层间黏合强度的经时劣化，有利于电池货架寿命和使用寿命的延长。其结构具有由耐热性树脂薄膜形成的外层，铝箔芯层及由热塑性树脂薄膜形成的内层，铝箔芯层和内层用黏合剂黏合，其中黏合剂是以聚烯烃多元醇和多官能异氰酸酯硬化剂为主要成分。

美国第2010255365号公开了一种锂电池用软包装复合材料，对铝箔靠近热封层的表面进行了脱脂处理、热水变性处理以及阳极酸化处理等，使得该层上生成了一层抗酸性化合物，并在铝箔与最内层之间有抗酸性黏合性树脂层。

但上述先前技术制成的锂电池包装材料，对耐酸性、耐水性的要求，仍不能满足锂电池使用铝塑膜包装材料的要求。

发明内容

为解决此问题，本发明的主要目的在于提供一种用于锂电池的铝塑膜包装材料，具耐水性、耐高温及耐腐蚀性，由基材层、接着层、铝箔层、防蚀层、贴合层和内层一起构成从最外层至最内层的迭层结构，该基材层与该铝箔层之间以该接着层黏接，该铝箔层的另一侧表面以导电涂料涂布且固化成所述防蚀层，且使用含氟聚氨酯树脂贴合胶构成该防蚀层与该内层之间的贴合层，将具备这种迭层结构的铝塑膜包装材料作为锂电池的铝塑膜包装用途时，可促进锂电池具优异耐水性、耐高温及耐蚀性，并且提升锂电池的使用年限。

作为优选实施例，本发明的铝塑膜包装材料，于该铝箔层与接着层之间可增加一层防蚀层。

作为优选实施例，本发明的铝塑膜包装材料的贴合层，是使用含OH改性氟碳树脂与多元醇依不同配比混合后与异氰酸酯反应制成含氟聚氨酯树脂多元醇，再与耐高温环氧树脂调配成具有互穿网状(Interpenetrating Network)结构的含氟聚氨酯树脂贴合胶，且使用及固化于所述防蚀层与所述内层之间而构成。

作为优选实施例，本发明的铝塑膜包装材料的贴合层，是使用下列组成构成所述含氟聚氨酯多元醇贴合胶的主要成分︰

a）65～92wt﹪多元醇；

b）0.5～8.0wt﹪含OH改性氟碳树脂；

c）5～30wt﹪环氧树脂；

所述含OH改性氟碳树脂的化学式如下：