一种铝塑复合膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及锂电池技术领域，更具体地涉及一种铝塑复合膜及其制备方法。


背景技术：

2.铝铝塑复合膜(以下简称铝塑膜)由外层的尼龙保护层、中间的铝层以及内层的cpp层组成。锂离子电池的电解液是由渗透性极强的有机溶剂，以及极易水解的六氟磷酸锂、六氟硼酸锂等组成，当电解液与铝塑膜内层接触时，电解液易将内层膜溶胀、腐蚀，故而铝塑膜的耐电解液性能，特别是耐电解液长期性，是决定锂电池性能好坏的一项重要指标。此外，铝塑膜保护层多数是采用尼龙膜，在电池生产过程中很容易被电解液腐蚀污染，造成电池不良，因此，如何有效防护电池表面不被电解液腐蚀，当前的电池厂家对铝塑膜的制备提出更高的需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一是提供一种铝塑复合膜的制备方法，通过该方法制得的铝塑复合膜可有效提高其内层的耐电解液性能，特别是长期耐电解液性能，以及能有效防护保护层不会被电解液腐蚀。
4.本发明的目的之二是提供上述方法制得的铝塑复合膜。
5.为了实现上述目的，本发明公开了一种铝塑复合膜的制备方法，该铝塑复合膜由外层至内层依次包括pet膜、尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，制备步骤包括：
6.(1)对铝箔的哑面和亮面均进行脱脂和耐腐蚀处理，脱脂处理采用碱液进行，耐腐蚀处理采用含cr
3
钝化剂进行；
7.(2)在铝箔的亮面涂布粘结剂，借助粘结剂将铝箔和聚丙烯膜进行复合，粘结剂为树脂型粘结剂；
8.(3)在铝箔的哑面涂布胶黏剂，借助胶黏剂将铝箔和尼龙膜进行复合，胶黏剂为聚氨酯粘合剂；
9.(4)在尼龙膜表面涂布胶黏剂，借助胶黏剂将尼龙膜和pet膜进行复合，制得铝塑复合膜。
10.与现有技术相比，本技术提供一种铝塑复合膜的制备方法，采用热法生产工艺制得铝塑复合膜，铝塑复合膜由外层至内层依次包括pet膜、尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜。在制备的过程中，通过含cr
3
钝化剂处理铝箔的哑面和亮面，且在铝箔的亮面涂布树脂型粘结剂，经耐腐蚀处理后cr
3
与树脂型粘结剂的树脂交联后能形成致密的耐腐蚀皮膜，以提高长期耐电解液性能；同时在尼龙膜的外层复合pet膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，能有效防护保护层(pet膜和尼龙膜)不会被电解液腐蚀。
11.较佳地，所述粘结剂为水性树脂或油性树脂，优选采用油性树脂，当粘结剂采用油性树脂粘结剂时，耐电解液性能更稳定。
12.较佳地，粘结剂的涂布量为0.5
‑
4.0g/m2，干燥温度大于90℃。进一步，粘结剂为水
性树脂粘结剂时，水性树脂粘结剂的涂布量优选为1
‑
3g/m2，其干燥温度90
‑
180℃；粘结剂为油性树脂粘结剂时，优选地，其干燥温度大于等于200℃。
13.较佳地，脱脂处理依次包括碱洗、离子水清洗、干燥。
14.较佳地，碱洗溶液采用naoh溶液，干燥温度为120
‑
220℃。
15.较佳地，耐腐蚀处理是将含cr
3
钝化剂涂布在铝箔双面，然后烘烤。
16.较佳地，含cr
3
钝化剂的涂布量为0.5
‑
3.0g/m2，烘烤温度为120
‑
220℃。
17.较佳地，步骤(2)中，将粘结剂涂布在铝箔的亮面后先进行干燥，再与聚丙烯膜进行复合，及冷却定型。
18.较佳地，步骤(3)中，铝箔和尼龙膜采用干式复合；
19.步骤(4)中，尼龙膜和pet膜采用干式复合。
20.较佳地，步骤(4)中，尼龙膜和pet膜复合后在50
‑
85℃条件下固化2
‑
7天。
21.相应地，本技术还提供一种铝塑复合膜，采用上述的铝塑复合膜的制备方法制得。
附图说明
22.图1为本发明铝塑复合膜的结构示意图。
23.图2为本发明铝塑复合膜的工艺流程图。
具体实施方式
24.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
25.请参考图1，本发明提供的铝塑复合膜，由外层至内层依次包括pet膜100、尼龙膜200、铝箔300和聚丙烯膜400，pet膜100和尼龙膜200之间通过胶黏剂复合，尼龙膜200和铝箔300之间通过胶黏剂复合，铝箔300和聚丙烯膜400之间通过粘结剂复合。
26.下面结合图2并配合具体实施方式对本发明的铝塑复合膜的制备方法进行说明。其中，铝塑复合膜的制备方法中材料来源如下：
27.铝箔选用河南明泰铝业股份有限公司40μm8021
‑
o态铝箔，水性树脂粘结剂选用日本尤尼吉可株式会社的ya
‑
6015aj，油性树脂粘结剂选用日本三井化学的r
‑
200x，三价铬钝化处理剂选用上海纬凯光电新材料有限公司三价铬钝化处理剂vb108，cpp膜选用复合层是马来酸酐改性的40μm三层流延聚丙烯膜，尼龙膜选用德州东鸿制膜科技有限公司的25μm双向拉伸聚酰胺薄膜，pet膜选用东莞市佳能新材料有限公司8μmpet膜，胶黏剂选用东莞市研泰化学有限公司的mx
‑
8347a和mx
‑
8347b双组分聚氨酯粘合剂。
28.实施例1
29.一种铝塑复合膜的制备方法，该铝塑复合膜由外层至内层依次包括pet膜、尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，制备步骤包括：
30.(1)在铝箔的哑面和亮面均进行脱脂和耐腐蚀处理，
31.脱脂处理：放卷装置1将铝箔放卷经碱洗槽2进行脱脂，即将铝箔的哑面和亮面在4％质量浓度的naoh溶液(在碱洗槽2)中清洗1min后，再用去离子水(碱洗槽2是多个槽子隔开且含水洗槽)清洗，在烘箱3中干燥即可；
32.耐腐蚀处理：将脱脂处理后的铝箔经过含三价铬钝化处理剂的槽中并采用微凹辊
4对铝箔进行双面涂布，涂布量0.5g/m2，耐腐蚀层涂布后在烘箱5中200度烘烤20s；
33.(2)上述涂布后的铝箔经过胶槽6，胶槽6内含有水性树脂粘结剂，借助胶槽6对铝箔的亮面进行水性树脂粘结剂涂布，涂布量为3g/m2，涂布后在烘箱7中150℃烘烤20s；
34.(3)上述涂布后的铝箔与放卷辊9放卷的40μm厚的聚丙烯膜在复合辊8处复合热压复合，复合温度180
‑
200℃，复合压力0.3
‑
0.5mpa，复合后的半成品经冷却辊10冷却(35℃)定形；
35.(4)上述处理后的半成品经过胶槽11，胶槽11内含有胶黏剂，借助胶槽11于铝箔的哑面处涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱12干燥后，与放卷辊14放卷的15μm尼龙膜在复合辊13处采用80℃复合，经收卷辊15收卷；
36.(5)上述处理后的半成品经过胶槽16，胶槽16内含有胶黏剂，借助胶槽16于尼龙膜表面涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱17干燥后，与放卷辊19放卷的8μmpet膜在复合辊18处采用80℃复合，经收卷辊20收卷，在干燥房中70℃固化6天，制得铝塑复合膜。
37.实施例2
38.一种铝塑复合膜的制备方法，该铝塑复合膜由外层至内层依次包括pet膜、尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，制备步骤包括：
39.(1)在铝箔的哑面和亮面均进行脱脂和耐腐蚀处理，
40.脱脂处理：放卷装置1将铝箔放卷经碱洗槽2进行脱脂，即将铝箔的哑面和亮面在4％质量浓度的naoh溶液(在碱洗槽2)中清洗1min后，再用去离子水(碱洗槽2是多个槽子隔开且含水洗槽)清洗，在烘箱3中干燥即可；
41.耐腐蚀处理：将脱脂处理后的铝箔经过含三价铬钝化处理剂的槽中并采用微凹辊4对铝箔进行双面涂布，涂布量3g/m2，耐腐蚀层涂布后在烘箱5中200度烘烤20s；
42.(2)上述涂布后的铝箔经过胶槽6，胶槽6内含有水性树脂粘结剂，借助胶槽6对铝箔的亮面进行水性树脂粘结剂涂布，涂布量为3g/m2，涂布后在烘箱7中150℃烘烤20s；
43.(3)上述涂布后的铝箔与放卷辊9放卷的40μm厚的聚丙烯膜在复合辊8处复合热压复合，复合温度180
‑
200℃，复合压力0.3
‑
0.5mpa，复合后的半成品经冷却辊10冷却(35℃)定形；
44.(4)上述处理后的半成品经过胶槽11，胶槽11内含有胶黏剂，借助胶槽11于铝箔的哑面处涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱12干燥后，与放卷辊14放卷的15μm尼龙膜在复合辊13处采用80℃复合，经收卷辊15收卷；
45.(5)上述处理后的半成品经过胶槽16，胶槽16内含有胶黏剂，借助胶槽16于尼龙膜表面涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱17干燥后，与放卷辊19放卷的8μmpet膜在复合辊18处采用80℃复合，经收卷辊20收卷，在干燥房中70℃固化6天，制得铝塑复合膜。
46.实施例3
47.一种铝塑复合膜的制备方法，该铝塑复合膜由外层至内层依次包括pet膜、尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，制备步骤包括：
48.(1)在铝箔的哑面和亮面均进行脱脂和耐腐蚀处理，
49.脱脂处理：放卷装置1将铝箔放卷经碱洗槽2进行脱脂，即将铝箔的哑面和亮面在4％质量浓度的naoh溶液(在碱洗槽2)中清洗1min后，再用去离子水(碱洗槽2是多个槽子隔开且含水洗槽)清洗，在烘箱3中干燥即可；
50.耐腐蚀处理：将脱脂处理后的铝箔经过含三价铬钝化处理剂的槽中并采用微凹辊4对铝箔进行双面涂布，涂布量0.5g/m2，耐腐蚀层涂布后在烘箱5中200度烘烤20s；
51.(2)上述涂布后的铝箔经过胶槽6，胶槽6内含有油性树脂粘结剂，借助胶槽6对铝箔的亮面进行油性树脂粘结剂涂布，涂布量为3g/m2，涂布后在烘箱7中240℃烘烤60s；
52.(3)上述涂布后的铝箔与放卷辊9放卷的40μm厚的聚丙烯膜在复合辊8处复合热压复合，复合温度180
‑
200℃，复合压力0.3
‑
0.5mpa，复合后的半成品经冷却辊10冷却(35℃)定形；
53.(4)上述处理后的半成品经过胶槽11，胶槽11内含有胶黏剂，借助胶槽11于铝箔的哑面处涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱12干燥后，与放卷辊14放卷的15μm尼龙膜在复合辊13处采用80℃复合，经收卷辊15收卷；
54.(5)上述处理后的半成品经过胶槽16，胶槽16内含有胶黏剂，借助胶槽16于尼龙膜表面涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱17干燥后，与放卷辊19放卷的8μmpet膜在复合辊18处采用80℃复合，经收卷辊20收卷，在干燥房中70℃固化6天，制得铝塑复合膜。
55.实施例4
56.一种铝塑复合膜的制备方法，该铝塑复合膜由外层至内层依次包括pet膜、尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，制备步骤包括：
57.(1)在铝箔的哑面和亮面均进行脱脂和耐腐蚀处理，
58.脱脂处理：放卷装置1将铝箔放卷经碱洗槽2进行脱脂，即将铝箔的哑面和亮面在4％质量浓度的naoh溶液(在碱洗槽2)中清洗1min后，再用去离子水(碱洗槽2是多个槽子隔开且含水洗槽)清洗，在烘箱3中干燥即可；
59.耐腐蚀处理：将脱脂处理后的铝箔经过含三价铬钝化处理剂的槽中并采用微凹辊4对铝箔进行双面涂布，涂布量0.5g/m2，耐腐蚀层涂布后在烘箱5中200度烘烤20s；
60.(2)上述涂布后的铝箔经过胶槽6，胶槽6内含有油性树脂粘结剂，借助胶槽6对铝箔的亮面进行油性树脂粘结剂涂布，涂布量为3g/m2，涂布后在烘箱7中240℃烘烤180s；
61.(3)上述涂布后的铝箔与放卷辊9放卷的40μm厚的聚丙烯膜在复合辊8处复合热压复合，复合温度180
‑
200℃，复合压力0.3
‑
0.5mpa，复合后的半成品经冷却辊10冷却(35℃)定形；
62.(4)上述处理后的半成品经过胶槽11，胶槽11内含有胶黏剂，借助胶槽11于铝箔的哑面处涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱12干燥后，与放卷辊14放卷的15μm尼龙膜在复合辊13处采用80℃复合，经收卷辊15收卷；
63.(5)上述处理后的半成品经过胶槽16，胶槽16内含有胶黏剂，借助胶槽16于尼龙膜表面涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱17干燥后，与放卷辊19放卷的8μmpet膜在复合辊18处采用80℃复合，经收卷辊20收卷，在干燥房中70℃固化6天，制得铝塑复合膜。
64.对比例1
65.一种铝塑复合膜的制备方法，该铝塑复合膜由外层至内层依次包括尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，制备步骤包括：
66.(1)在铝箔的哑面和亮面均进行脱脂和耐腐蚀处理，
67.脱脂处理：放卷装置1将铝箔放卷经碱洗槽2进行脱脂，即将铝箔的哑面和亮面在4％质量浓度的naoh溶液(在碱洗槽2)中清洗1min后，再用去离子水(碱洗槽2是多个槽子隔
开且含水洗槽)清洗，在烘箱3中干燥即可；
68.耐腐蚀处理：将脱脂处理后的铝箔经过含三价铬钝化处理剂的槽中并采用微凹辊4对铝箔进行双面涂布，涂布量0.5g/m2，耐腐蚀层涂布后在烘箱5中200度烘烤20s；
69.(2)上述涂布后的铝箔经过胶槽6，胶槽6内含有水性树脂粘结剂，借助胶槽6对铝箔的亮面进行水性树脂粘结剂涂布，涂布量为3g/m2，涂布后在烘箱7中150℃烘烤20s；
70.(3)上述涂布后的铝箔与放卷辊9放卷的40μm厚的聚丙烯膜在复合辊8处复合热压复合，复合温度180
‑
200℃，复合压力0.3
‑
0.5mpa，复合后的半成品经冷却辊10冷却(35℃)定形；
71.(4)上述处理后的半成品经过胶槽11，胶槽11内含有胶黏剂，借助胶槽11于铝箔的哑面处涂胶，涂布量4g/m2，经烘箱12干燥后，与放卷辊14放卷的15μm尼龙膜在复合辊13处采用80℃复合，经收卷辊15收卷，制得铝塑复合膜。
72.对制得的铝塑复合膜进行耐电解液性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
73.电解液配制：将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯按照物质的量为1:1:1比例混合，再在混合液中加入六氟磷酸锂，配制成六氟磷酸锂物质的量为1.0mol/l的溶液，即为电解液，电解液的游离酸含量不高于百万分之五十。
74.将铝塑膜裁切为15mm*100mm的试样，并将样品放入装有电解液的容器中，电解液需完全浸没样品，容器密封后放入烘箱，在85℃烘箱中烘烤30天后，取出自然冷却至常温，逐条取出样品擦拭干净立即测试cpp与铝箔的剥离力，即为耐电解液性能。
75.将电解液盛入容器中并加入1％水搅拌均匀，将铝塑膜裁切为15mm*100mm的试样，把样品放入容器中，电解液需完全浸没样品，容器密封后放入烘箱，在85℃烘箱中烘烤1天后，取出自然冷却至常温，逐条取出样品擦拭干净立即测试cpp与铝箔的剥离力，即为耐电解液性能。
76.保护层耐电解液性能检测，取配制好的电解液，滴在保护层，在空气中放置2h后擦掉电解液后，比较保护层滴电解液位置与未滴电解液位置的膜面外观，有无腐蚀痕迹。
77.表1测试结果
[0078][0079]
从表1的数据可知，采用本技术的热法工艺生产的铝塑膜，内层耐电解液性能优
异，保护层具有良好的耐电解液腐蚀性能。而对比例1中由于缺乏pet膜，保护层耐电解液性能较差。从实施例1和实施例2的数据来看，耐腐蚀层涂布量越高，对应的耐电解液性能越好。从实施例1和实施例3的数据来看，当粘结剂采用油性树脂粘结剂时，耐电解液性能更稳定。从实施例3和实施例4的数据来看，对于油性树脂而言，烘烤时间增加，能增加铝塑膜的耐电解液性能。
[0080]
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。