[发明专利]一种用于锂电池软包装的耐腐蚀铝塑膜及制备方法

说明书

本发明提出一种用于锂电池软包装的耐腐蚀铝塑膜及制备方法，所述耐腐蚀铝塑膜由内到外依次为流延聚乙烯膜（热封层）、改性聚丙烯膜、铝箔、尼龙膜（保护层），各层之间通过胶水粘接复合，所述改性聚丙烯膜为纳米级重晶石砂、纳米钛碳化硅（Ti₃SiC₂）与聚丙烯混合后，通过加热共挤流延成膜而制得。本发明提供的铝塑膜中，在铝箔层与聚乙烯热封层间设置掺杂纳米级重晶石砂和纳米钛碳化硅的聚丙烯膜，对铝箔层起到优异的保护作用，并且重晶石砂与钛碳化硅均具备优异的耐氟化氢性能，可有效提升铝塑复合膜对电解液中氟化氢腐蚀的抵抗能力，改善了铝塑膜的的耐久性，改善了锂电池使用过程中的安全性。

技术领域

本发明涉及锂电池包装材料技术领域，特别是涉及一种用于锂电池软包装的耐腐蚀铝塑膜及制备方法。

背景技术

近年来，随着聚合物锂离子电池技术的发展，铝塑包装膜（又称铝塑膜）作为软包装材料，其应用也越来越广泛，采用铝塑包装膜代替原有的钢结构包装材料，可有效防止由于电池内部剧烈的化学反应产生的高温高压而造成的爆炸事故，提高锂离子电池的安全性。铝塑膜由铝箔、多种塑料膜和粘合剂（包括粘接性树脂）组成的复合软包装材料。具有流动性、渗透性、腐蚀性、溶解性的电解液是软包装材料设计主要考虑的问题。

铝塑膜以其优异阻隔能力、耐穿刺能力、电解液稳定性、耐高温性和绝缘性，在锂离子电池领域有着广阔的应用前景。目前的铝塑膜大致可以分为三层：内层为粘结层，多采用聚乙烯或聚丙烯材料，起封口粘结作用。中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出。外层为保护层，多采用高熔点的聚酯或尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。

锂电池的电解液是由多种有机溶剂和锂盐组成，主要成分有EC（碳酸乙烯酯）、PC（碳酸丙烯酯）、DEC（二乙基碳酸酯）、DME（二甲氧基乙烷）、DMC（二甲基碳酸酯）、LiPF₆（六氟磷酸锂）、LiASF₆（六氟砷酸锂）、LiCoO₂（钴酸锂）等。从电解液中有机溶剂的组成看，它们是极性强、渗透性强的溶剂，对粘合剂的溶解性很好，易造成粘合剂的破坏，并且电解液中锂盐极易水解，产生的氢氟酸和其它气体对铝塑复合膜中间的铝箔层具有腐蚀作用，因此，提高铝塑膜耐腐蚀性的研究成为铝塑膜进一步发展应用的重要课题。

中国发明专利申请号201810219342.0公开了一种新型动力锂电池铝塑膜，包括从外表面到内表面依次为保护外层、粘结层、处理层、铝箔层、特殊防护层、多功能内层，保护外层为的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺薄膜，粘结层为改性的聚氨酯胶黏剂，处理层为纳米孔成孔层，铝箔层为合金铝箔，特殊防护层为致密膜保护层，多功能内层为聚丙烯或聚乙烯薄膜。中国发明专利申请号201711290385.X公开了一种耐腐蚀锂电池封装用铝塑膜，主要包括保护层、铝箔层和热封层，其特征在于：保护层与铝箔层通过胶合层粘接复合，铝箔层与热封层通过热压复合；铝箔层在粘接复合和热压复合前均采用阳极氧化的方式进行表面处理；热封层的材料为三层共挤聚烯烃复合膜，内层为粘结层，中间层为结构层，外层为阻隔层。

为了防止锂电池中电解液对作为包装材料的铝塑膜的腐蚀，提高铝塑膜的使用安全性，有必要提出一种新型耐腐蚀铝塑膜，进而有效提高了铝塑膜在电解液中的耐腐蚀性，提升了使用安全性和耐久性。

发明内容

针对目前锂电池铝塑膜的耐电解液腐蚀性差，铝箔易受腐蚀而使包装结构遭到破坏的问题，本发明提出一种用于锂电池软包装的耐腐蚀铝塑膜及制备方法，从而提高了铝塑膜的耐电解液腐蚀性。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于锂电池软包装的耐腐蚀铝塑膜的制备方法，所述耐腐蚀铝塑膜由内到外依次为流延聚乙烯膜（热封层）、改性聚丙烯膜、铝箔、尼龙膜（保护层），各层之间通过胶水粘接复合，所述改性聚丙烯膜为纳米级重晶石砂、纳米钛碳化硅（Ti₃SiC₂）与聚丙烯混合后，通过加热共挤流延成膜而制得，具体制备方法如下：