用于锂电池的复合包装材料制造技术

本发明专利技术公开一种用于锂电池的复合包装材料，其中为利用含有多元酚受阻酚的聚胺甲酸酯黏着层将保护层与铝箔层黏合。该黏着层表现良好的阻尼特性，可缓冲并且耗散冲压设备对复合包装材料施加的应力，因此可提高复合包装材料的可冲压性，并且减少冲压时复合包装材料的破损。本发明专利技术的复合包装材料，可提供良好的层间黏着性以及冲压延展性，避免保护层因应力集中而发生疲劳破损，从而增加复合包装材料凹部的可冲压深度。

Composite packaging materials for lithium batteries

【技术实现步骤摘要】
用于锂电池的复合包装材料
本专利技术涉及一种复合包装材料，特别是涉及一种用于锂电池的复合包装材料。
技术介绍
锂二次电池正朝向高体积能量密度发展，并被广泛应用在便携式电子产品、智能型手机等领域。近年来，伴随着行动设备的小型化、轻量化，其所搭载的锂二次电池的外包装材料亦要求轻薄，并可适用于不同尺寸与厚度。因此，旧有的金属罐包装已被厚度介于10～100μm的复合包装材料所取代，生产所谓的软包锂电池，以谋求电池的轻量化。作为锂电池的复合包装材料，一般是利用黏着剂将保护层/铝箔层/热封层贴合所得的铝塑膜。复合包装材料中的每一层分别需具有特别的物理、化学性能。其中，热封层必须有良好的热封性及耐电解液性等特性，使电池在长期的使用及贮存过程中不会发生电解液渗漏的现象，且不与电解液起化学反应。铝箔层必须具有良好的可塑性及气体障壁性等特性，以在冲压成型时提供可塑性，并且防止水气、氧气等的环境气体侵入电池内部。保护层则必须具有良好的耐穿刺性、耐磨以及抗冲击性等特性，以保护内部的膜层不受划伤破坏，并且减缓电池因摔落等所造成的冲击震荡。在制作软包锂电池时，首先须对复合包装材料冲压而形成凹部，但保护层与铝箔层的延展性不同，延展性与抗张强度较差的保护层无法缓冲冲压设备所施加的应力，容易因材料疲劳而在保护层与铝箔层之间发生破损，于是复合包装材料凹部的可冲压深度受到限制。为了解决此技术问题，一般是通过改变各膜层的厚度来调整机械特性，从而减少复合包装材料的应力破损，然而，每一种膜层皆有其厚度的使用限制。专利技术内容鉴于现有技术中的问题，本专利技术提供一种用于锂电池的复合包装材料以解决上述问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，由外层至内层依序包含：聚酰胺保护层、聚胺甲酸酯黏着层、铝箔层、聚烯烃黏着层以及聚烯烃热封层，其中，该聚胺甲酸酯黏着层的动态黏弹性阻尼系数介于0.45～0.6。作为可选的技术方案，该聚胺甲酸酯黏着层包含聚胺甲酸酯黏着剂及多元酚受阻酚，其中于每百重量份的该聚胺甲酸酯黏着剂中使用4～10重量份的该多元酚受阻酚。作为可选的技术方案，该多元酚受阻酚为三元酚受阻酚及四元酚受阻酚的其中至少一种。作为可选的技术方案，该多元酚受阻酚为选自于由1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯及四(3,5-二叔丁基羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯中的至少一种。作为可选的技术方案，该聚胺甲酸酯黏着剂包含85.7～90.9重量份的聚酯多元醇以及10.1～14.3重量份的聚异氰酸酯。该聚酯多元醇具有的数量平均分子量为8000～30000。作为可选的技术方案，该聚酰胺保护层的厚度介于15～40μm。作为可选的技术方案，该铝箔层的厚度介于30～60μm。作为可选的技术方案，该聚胺甲酸酯黏着层的厚度介于2～10μm。此外，本专利技术的另一目的在于提供一种用于锂电池的复合材料，其特征在于，由外层至内层依序包含：聚酰胺保护层、聚胺甲酸酯黏着层、铝箔层、聚烯烃黏着层以及聚烯烃热封层，其中，该聚胺甲酸酯黏着层的动态黏弹性阻尼系数介于0.45～0.6，且该聚胺甲酸酯黏着层包含聚胺甲酸酯黏着剂及多元酚受阻酚，并于每百重量份的该聚胺甲酸酯黏着剂中使用4～10重量份的该多元酚受阻酚。相比于现有技术，本专利技术的复合包装材料在第一黏着层中添加有多元酚受阻酚，借由多元酚受阻酚与聚胺甲酸酯之间所产生的氢键来产生阻尼效果，而含有阻尼效果的复合包装材料可有效缓冲并且耗散冲压成型时施加在复合包装材料的应力，因此复合包装材料的可冲压成型性得以提升，并且减少冲压时所造成的破损。避免保护层因应力集中而发生疲劳破损，从而增加复合包装材料凹部的可冲压深度。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术一实施例中用于锂电池的复合包装材料的结构示意图。具体实施方式以下通过说明书附图来说明本专利技术用于锂电池的复合包装材料，图1显示复合包装材料100由外层至内层依序包含保护层10、第一黏着层20、铝箔层30、第二黏着层40以及热封层50，其中内层是指在冲压成型过程中形成凹面，并且容纳电解液等电池材料的一侧，外层是指在冲压成型过程中形成凸面，并且与外界环境接触的一侧。本专利技术用于锂电池的复合包装材料的保护层10可为聚酰胺薄膜，且优选为经两轴延伸的聚酰胺薄膜。使用聚酰胺薄膜的保护层10具有优异的柔软性、耐磨度、耐穿刺性、耐热性、及绝缘性等，可避免复合包装材料100的内层受到划伤，缓冲外界对电池所造成的冲击震荡，借此来保护电池内部。优选地，保护层10的厚度可介于15～40μm以提供充分的保护效果。本专利技术用于锂电池的复合包装材料的铝箔层30可为纯铝制成的软质铝箔或者为含有2wt％铁的铝箔，使复合包装材料100具有延展性及气体障壁性。优选地，该铝箔层30可在贴合前经过化成处理，使表面的金属铝氧化生成致密的氧化膜，借此提高对水气、氧气的障壁性。其中化成处理的方式优选为利用微凹版印刷，将化成药水涂布至铝箔层30的双面，然后经80～180℃高温烘烤，以在铝箔层30的表面生成致密的氧化膜。优选地，铝箔层30的厚度介于30～60μm。若铝箔层30的厚度小于30μm，容易在冲压成型时导致铝箔层30破裂、或产生针孔，于是有水气及氧气侵入的疑虑。若铝箔层30的厚度大于60μm，则包装材料的总厚度变厚、重量增加。本专利技术用于锂电池的复合包装材料的热封层50可为聚烯烃薄膜，优选为由聚乙烯、聚丙烯及烯烃系共聚物中的至少一种热塑性树脂薄膜，更佳为聚丙烯薄膜。聚烯烃薄膜具有良好的热封性，并且具有耐电解液腐蚀性、耐戳穿性、以及绝缘性。优选地，热封层10的厚度可为30～80μm，可提供充分的热封性及耐电解液性等。本专利技术的复合包装材料是用第一黏着层20黏着保护层10及铝箔层30，且第一黏着层20为包含聚胺甲酸酯黏着剂及多元酚受阻酚的聚胺甲酸酯层。该聚胺甲酸酯层可将有机材质的保护层10以及金属材质的铝箔层30紧密黏着并可提供缓冲及耗散应力的阻尼效果，以避免冲压时保护层10与铝箔层30之间发生破裂，从而提高复合包装材料100的可冲压性。本专利技术用于锂电池的复合包装材料的第一黏着层20含有聚胺甲酸酯黏着剂及多元酚受阻酚，其中多元酚受阻酚借由酚羟基与聚胺甲酸酯中的氮、氧原子形成氢键，于是当第一黏着层20受到冲击时，其中的氢键可吸收机械能并且通过断键将其转为热能耗散，从而实现阻尼效果。阻尼效果是指物体受冲击而产生弹性变形时，内部吸收机械能并将其耗散的能力。本专利技术复合包装材料的第一黏着层20的动态黏弹性阻尼系数(tanδ)介于0.45～0.6，此可使保护层10及铝箔层30匹配并且有效地缓冲及耗散冲压设备对复合包装材料冲压时产生的应力，减少复合包装材料冲压成型时的破损。因动态黏弹性阻尼系数与黏着层的厚度有关，故在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，由外层至内层依序包含：/n聚酰胺保护层、聚胺甲酸酯黏着层、铝箔层、聚烯烃黏着层以及聚烯烃热封层，/n其中，该聚胺甲酸酯黏着层的动态黏弹性阻尼系数介于0.45～0.6。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，由外层至内层依序包含：
聚酰胺保护层、聚胺甲酸酯黏着层、铝箔层、聚烯烃黏着层以及聚烯烃热封层，
其中，该聚胺甲酸酯黏着层的动态黏弹性阻尼系数介于0.45～0.6。


2.如权利要求1所述的用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，该聚胺甲酸酯黏着层包含聚胺甲酸酯黏着剂及多元酚受阻酚，其中于每百重量份的该聚胺甲酸酯黏着剂中使用4～10重量份的该多元酚受阻酚。


3.如权利要求2所述的用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，该多元酚受阻酚为三元酚受阻酚及四元酚受阻酚的其中至少一种。


4.如权利要求2所述的用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，该多元酚受阻酚为选自于由1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯及四(3,5-二叔丁基羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯中的至少一种。


5.如权利要求1或2所述的用于锂电池的复合包装材料，其特征在于，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱郁婷，
申请(专利权)人：明基材料芜湖有限公司，明基材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34