一种铝塑复合膜及其制备方法与流程

本技术涉及复合膜，更具体地说，它涉及一种铝塑复合膜及其制备方法。

背景技术：

1、铝塑复合膜，简称铝塑膜，是一种用于封装锂离子电池的复合软包装外壳材料，常用于软包电池中。通过铝塑膜对组装后的单片电芯进行密封，能够起到保护内部电极、隔绝外界环境的重要作用。

2、目前，铝塑膜由外到内依次由外阻层(尼龙)、阻透层(铝材)以及热封层(聚丙烯)通过胶黏剂复合而成，具有良好的耐穿刺性能、高阻隔性能、耐电解液性能、耐高温绝缘性能以及高冷冲压成型性能。

3、然而，由于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。因此，虽然热封层具有良好的耐电解液腐蚀性，但是长期与电解液接触后，还是容易被电解液溶胀、腐蚀。所以依然存在部分电解液渗透入胶黏剂中并腐蚀胶黏剂，使得热封层和阻透层分层，从而破坏了铝塑膜结构，降低了铝塑复合膜的耐电解液性能。

技术实现思路

1、为了提高铝塑膜的耐电解液性能，本技术提供一种铝塑复合膜及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种铝塑复合膜，采用如下的技术方案：

3、一种铝塑复合膜，由外到内，包括外阻层、第一胶黏剂层、阻透层、第二胶黏剂层、保护层和热封层；

4、所述保护层，包括如下重量份数的组分：

5、三元无规共聚聚丙烯100份；

6、相容剂5-8份；

7、改性填料10-25份；

8、成核剂1-5份；

9、所述改性填料为经过硅烷偶联剂处理的含氟微粉和硅粉。

10、通过采用上述技术方案，含氟微粉和硅粉具有良好的耐腐蚀性。将含氟微粉和硅粉混合后，由于硅粉具有良好的吸附性，可吸附部分表面光滑的含氟微粉。一方面，含氟微粉的表面能较低，部分吸附在硅粉表面的含氟微粉降低了硅粉的表面能，促进了硅粉在三元无规共聚聚丙烯等组分中的分散，有利于提高所得保护层的耐腐蚀性能。另一方面，硅粉作为载体吸附部分含氟微粉，增加了含氟微粉在三元无规共聚聚丙烯中的粘结强度，有利于含氟微粉在保护层中发挥出良好的耐腐蚀性能。

11、同时，通过采用硅烷偶联剂对含氟微粉和硅粉进行表面处理，进一步促进了含氟微粉和硅粉在三元无规共聚聚丙烯等组分中分散和附着，有利于提高所得保护层的耐腐蚀性能。而且含氟微粉和硅粉表面包覆有一层硅烷偶联剂还增加了保护层和第二胶黏剂层的相容性，有利于提高保护层和第二胶黏剂层的粘结强度。

12、因此，将保护层设置在第二胶黏剂层和热封层之间，由于保护层具有良好的耐腐蚀性能，有效减少渗透的电解液腐蚀第二胶黏剂层、阻透层第一胶黏剂层、外阻层，有利于提高铝塑膜的耐电解液性能。

13、优选的，所述改性填料的制备方法为：将硅烷偶联剂、水和有机溶剂混合后，得到混合液；调节混合液调节ph值为4-5，然后加入预先混合的含氟微粉和硅粉，搅拌混合，过滤，干燥，得到改性填料。

14、通过采用上述技术方案，先将含氟微粉和硅粉混合，使得硅粉表面先吸附部分含氟微粉，有利于提高硅粉在混合液中的分散性。然后，将硅烷偶联剂溶于水和有机溶剂中，在ph值为4-5的环境下可水解出硅醇，硅醇可与硅粉、先吸附部分含氟微粉的硅粉表面键合，并在含氟微粉和硅粉表面形成一层硅烷偶联剂包覆层，有利于提高含氟微粉和硅粉在三元无规共聚聚丙烯等组分中的分散性和相容性，提高保护层的耐腐蚀性能，从而提高最终所得铝塑膜的耐电解液性能。

15、优选的，所述硅烷偶联剂为苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂中的一种或两种。

16、通过采用上述技术方案，苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂的化学结构中含有苯基和环氧基，使得苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂具有良好的抗化学腐蚀能力。因此，采用苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂对含氟微粉和硅粉进行改性，有利于提高保护层的耐腐蚀性能，提高最终所得铝塑复合膜的耐电解液性能。

17、优选的，所述硅烷偶联剂由苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂混合组成，硅烷偶联剂由苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂的重量比为1:(0.8-1.2)。

18、通过采用上述技术方案，将苯基硅烷偶联剂和环氧基偶联剂混合复配对含氟微粉和硅粉进行硅烷化处理，在含氟微粉和硅粉表面包覆一层含有苯基和环氧基的有机硅层后添加至保护层中，有利于提高保护层的耐腐蚀性能。

19、优选的，所述含氟微粉为聚四氟乙烯微粉、聚偏氟乙烯微粉和聚全氟乙丙烯微粉中的一种或多种。

20、通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯微粉、聚偏氟乙烯微粉和聚全氟乙丙烯微粉具有良好的耐腐蚀性能，将上述含氟微粉添加在保护层中，有利于提高最终所得铝塑复合膜的耐电解液性能。

21、优选的，所述改性填料中，硅烷偶联剂、含氟微粉和硅粉的重量比为1:(0.2-0.4):(0.4-0.7)。

22、通过采用上述技术方案，优化硅烷偶联剂、含氟微粉和硅粉的重量，有利于在硅粉表面吸附含氟微粉，以及硅烷偶联剂在含氟微粉和硅粉表面形成有机膜层，提高含氟微粉和硅粉在保护层中的分散性、相容性和粘结强度，从而提高最终所得铝塑复合膜持久的耐电解液性能。

23、优选的，所述硅粉还经过预处理，预处理步骤为：将硅粉加入ph值为9-11的碱性水溶液中，搅拌混合后，过滤，水洗，干燥，得到预处理的硅粉。

24、通过采用上述技术方案，在强碱性环境下，硅粉表面形成微刻蚀，使得硅粉表面粗化，增大了硅粉的表面积，有利于提高硅粉吸附含氟微粉的含量，增加了含氟微粉在三元无规共聚聚丙烯中的粘结强度，有利于含氟微粉在保护层中发挥出良好的耐腐蚀性能，提高铝塑复合膜的耐电解液性能。

25、优选的，所述相容剂为马兰酸酐接枝聚丙烯，所述马兰酸酐接枝聚丙烯的密度为0.92g/cm3，190℃，2.16kg条件下的熔融指数为60-80g/10min。

26、通过采用上述技术方案，马兰酸酐接枝聚丙烯具有较高的反应活性，与含氟微粉、硅粉表米包覆的硅烷偶联剂的相容性较好，有利于提高含氟微粉、硅粉在三元无规共聚聚丙烯中的相容性和粘结强度，提高保护层的耐电解液性能。同时，马兰酸酐接枝聚和丙烯热封层、第二胶黏剂层具有良好的相容性，使得保护层和阻透层、热封层中相容界面的分子链相互缠绕结合，提高保护层和阻透层、热封层的粘结强度。

27、第二方面，本技术提供一种铝塑复合膜的制备方法，采用如下的技术方案：

28、一种铝塑复合膜的制备方法，包括以下步骤：

29、s1：将三元无规共聚聚丙烯、相容剂、改性填料、成核剂混合后，熔融共挤出，得到保护层；

30、s2：由外到内，将外阻层、第一胶黏剂层、阻透层、第二胶黏剂层、s1所得保护层和热封层复合后，得到铝塑复合膜。

31、通过采用上述技术方案，将阻透层通过胶黏剂直接和外阻层、保护层、热封层进行复合，减少了对热封层进行第二次高温加热，使得所得铝塑复合膜具有良好的冲深成型性能。同时，本技术保护层和铝塑复合膜的制备方法简单，适合大规模生产。

32、综上所述，本技术具有以下有益效果：

33、1、由于本技术采用经过硅烷偶联剂处理的含氟微粉和硅粉制备所得的保护层，具有良好的耐腐蚀性能，可阻挡渗透的电解液继续渗入第二胶黏剂层中，有利于提高铝塑复合膜的耐电解液性能；

34、2、本技术在改性填料的制备方法中，通过预先将含氟微粉和硅粉共混，再进行硅烷偶联剂改性，有利于硅烷偶联剂均匀的对硅粉进行包覆，有利于提高改性填料在保护层中的分散性、相容性和粘结强度，从而使得保护层具有长久的耐电解液性能；

35、3、本技术铝塑复合膜的制备方法，通过采用简单的干法工艺将外阻层、第一胶黏剂层、阻透层、第二胶黏剂层、s1所得保护层和热封层复合，所得的铝塑复合膜具有良好的冲深成型性能和耐电解液性能。