一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池包裝材料領(lǐng)域，特別涉及一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物鋰離子電池是未來鋰離子電池主要發(fā)展方向，如何保證、提高聚合物鋰離子電池的儲能及帶電時間，其不僅與電池的正、負(fù)極材料及聚合物電解質(zhì)有關(guān)，而且還與聚合物鋰離子電池外包裝膜有密切關(guān)系。
[0003]聚合物鋰離子電池外包裝膜選擇的好壞直接關(guān)系電池的穩(wěn)定運行及使用壽命，因為該類型電池外包裝膜要求具有更優(yōu)異的阻隔性、熱封性及延展成型性，外包裝膜對水分、氧氣的阻隔性比普通外包裝復(fù)合膜阻隔性要高10000倍，因為少量的水分或氧氣等的進(jìn)入會改變電解質(zhì)的成分及生產(chǎn)腐蝕性強的氫氟酸，當(dāng)氫氟酸存在時會嚴(yán)重腐蝕鋁箔，使內(nèi)膜與鋁箔分離，進(jìn)而把鋁箔腐蝕穿孔，從而破壞整個外包裝。
[0004]鋁箔是外包裝膜中的核心材料，其主要起到阻隔和外包裝成型性的作用，同時其還需要與內(nèi)膜、外膜有很強的粘結(jié)性能，防止應(yīng)用過程中發(fā)生分層現(xiàn)象，實現(xiàn)鋁箔功能多樣化，因而對其鋁箔材料的選擇更加嚴(yán)苛，如何選擇和制備適合軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔材料是軟包裝膜質(zhì)量優(yōu)異的核心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔。該專膜用鋁箔具有優(yōu)異的阻隔性及延展成型性，同時鋁箔表面涂碳層可很好地與其他高聚物、熱熔膠膜或粘結(jié)劑進(jìn)行強復(fù)合，該鋁箔材料可應(yīng)用作為聚合物鋰離子電池外包裝復(fù)合膜中的制備原材料之一。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，包括第一涂碳層、第一硅化層、鋁箔合金層、第二硅化層、第二涂碳層，該鋁箔具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔由內(nèi)到外依次為第一涂碳層、第一硅化層、鋁箔合金層、第二硅化層、第二涂碳層。。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一涂碳層、第二涂碳層中材質(zhì)為材質(zhì)以納米石墨、石墨烯、碳納米管為主材的一種或其組合，碳涂料選水性或油性涂料中的一種。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一涂碳層、第二涂碳層的厚度為500-5000nm。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一娃化層、第二娃化層中材質(zhì)為氧化娃材料形成的致密硅狀層，硅化物的原材料為原硅酸四乙酯、二氧化硅、鈦硅混合氧化物中的一種或組合。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一娃化層、第二娃化層的層厚為100_2000nm。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述鋁箔合金層中材質(zhì)為鋁與金、鉬、銅、銀、鎢、鎂、鋅、硅、錳中的一種或其組合，鋁與其他金屬的比例為100/0-90/10。
[0012]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:首先，通過在鋁箔表面處理形成硅化層，可有效提高鋁箔的抗腐蝕和阻隔性，其次，在鋁箔的最外層增加一層含碳涂層，可提高鋁箔與其他材料的粘結(jié)強度，使鋁箔與其他材料形成復(fù)合膜不分層，同時提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，I為第一涂碳層；2為第一娃化層；3為招箱合金層；4為第二娃化層；5為第二涂碳層。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
實施例
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，包括第一涂碳層1、第一硅化層2、鋁箔合金層3、第二硅化層4、第二涂碳層5，該鋁箔具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔由內(nèi)到外依次為第一涂碳層1、第一硅化層2、鋁箱合金層3、第二娃化層4、第二涂碳層5。
[0017]所述第一涂碳層1、第二涂碳層5中材質(zhì)為材質(zhì)以納米石墨、石墨烯、碳納米管為主材的一種或其組合，碳涂料選水性或油性涂料中的一種。
[0018]所述第一涂碳層、第二涂碳層的厚度為500-5000nm。
[0019]所述第一硅化層、第二硅化層中材質(zhì)為氧化硅材料形成的致密硅狀層，硅化物的原材料為原硅酸四乙酯、二氧化硅、鈦硅混合氧化物中的一種或組合。
[0020]所述第一娃化層、第二娃化層的層厚為100_2000nm。
[0021]所述鋁箔合金層中材質(zhì)為鋁與金、鉬、銅、銀、鎢、鎂、鋅、硅、錳中的一種或其組合，鋁與其他金屬的比例為100/0-90/10。
[0022]所述一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔制備工藝，包括如下步驟:
I)鋁合金原料扎制、合卷、雙合扎制、分切、退火，得到鋁箔合金。
[0023]2)在鋁箔合金雙面利用圓筒型電極柱方法通過在N2/02/Ar的空氣氣流下等離子棍對棍負(fù)載娃化物，形成娃化層；
3)在鋁箔合金硅化層外層涂覆含碳涂料，形成含碳層，干燥為成品鋁合金。
[0024]本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)過測定達(dá)到以下指標(biāo):
1.剝離強度測試:電解液浸泡85°C、7天，鋁箔與PP間剝離強度大于等于10N/15mm；
2.阻隔性測試:1)水蒸汽透過量水蒸汽透過量<10 5g/m2.d.latm，2)氧氣透過量< 0.01cm3/m2.d.latm。
[0025]3.耐腐蝕性測試:在電解質(zhì)(EC+DEC/LiPF6)及濃度為0.1%稀氫氟酸濃度下，45°C浸潰，與通用鋁箔相比，該鋁箔腐蝕破壞時間延長，提高至2倍以上。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)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(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，其特征在于，包括第一涂碳層、第一硅狀層、鋁箔合金層、第二硅狀層、第二涂碳層，該鋁箔具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔由內(nèi)到外依次為第一涂碳層、第一硅狀層、鋁箔合金層、第二硅狀層、第二涂碳層。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，其特征在于，所述第一涂碳層、第二涂碳層中材質(zhì)以納米石墨、石墨烯、碳納米管為主材的一種或其組合，碳涂料選水性或油性涂料中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，其特征在于，所述第一涂碳層、第二涂碳層的厚度為500-5000nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，其特征在于，所述第一娃化層、第二娃化層中材質(zhì)為氧化娃材料形成的致密娃狀層，娃化物的原材料為原硅酸四乙酯、二氧化硅、鈦硅混合氧化物中的一種或組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，其特征在于，所述第一娃化層、第二娃化層的層厚為100-2000nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，其特征在于，所述鋁箔合金層中材質(zhì)為鋁與金、鉬、銅、銀、鎢、鎂、鋅、硅、錳中的一種或其組合，鋁與其他金屬的比例為100/0-90/10。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔的制造工藝，其特征在于，包括如下步驟: 1)鋁合金原料扎制、合卷、雙合扎制、分切、退火，得到鋁箔合金； 2)在鋁箔合金雙面利用圓筒型電極柱方法通過在N2/02/Ar的空氣氣流下等離子輥對棍負(fù)載娃化物，形成娃化層； 3)在鋁箔合金硅化層外層涂覆含碳涂料，形成含碳層，干燥為成品鋁合金。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔，包括第一涂碳層、第一硅化層、鋁箔合金層、第二硅化層、第二涂碳層，該鋁箔具有層狀結(jié)構(gòu)，所述軟包裝聚合物鋰離子電池專膜用鋁箔由內(nèi)到外依次為第一涂碳層、第一硅化層、鋁箔合金層、第二硅化層、第二涂碳層。本發(fā)明中鋁箔采用合金鋁具有更好的延展性，合金鋁箔表面進(jìn)行硅化處理可提高鋁箔的阻隔性能和防腐性能，同時在鋁箔的最外層附加一層含碳涂層，它提供了極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能，收集活性物質(zhì)的微電流，從而可以大幅度降低正/負(fù)極材料和集流之間的接觸電阻，并能提高兩者之間的附著能力，可減少粘結(jié)劑的使用量，進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升，該鋁箔滿足聚合物鋰離子電池軟包裝膜材料中對鋁箔延展性、阻隔性及強粘結(jié)性的要求，該發(fā)明鋁箔材料可應(yīng)用作為軟包裝膜制備的原材料。
【IPC分類】H01M2/02, B32B15/20, B32B9/04, B32B33/00, B32B9/02, B32B15/02, H01M10/0525
【公開號】CN105185927
【申請?zhí)枴緾N201510500263
【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】2015年12月23日
【申請日】2015年8月16日