一种获得铝塑复合膜热封参数的方法技术

本发明专利技术公开一种获得铝塑复合膜热封参数的方法，包括步骤：(1)测定聚丙烯层的DSC曲线并获得外推起始温度T

【技术实现步骤摘要】
一种获得铝塑复合膜热封参数的方法


[0001]本专利技术涉及铝塑复合膜生产
，更具体地涉及一种获得铝塑复合膜热封参数的方法。

技术介绍

[0002]聚合物软包锂离子电池以能量密度高、续航能力强、外形多变、环保、安全等诸多优点，广泛运用于汽车、手机、笔记本电脑、随身听等电子产品中。铝塑复合膜作为聚合物软包锂离子电池的包装材料，作为容器承载着由正负极片、隔离膜、电解液组成的电芯体系。而电解液通常具备腐蚀性及渗透性的特点，尤其是电解液会与大气环境中大量存在的水汽、氧气等反应形成强腐蚀性的物质，从而缩短电子产品寿命，甚至危害使用者人身安全。
[0003]铝塑复合膜通常由三层结构组成：功能层
‑
尼龙，芯层
‑
铝箔，热封层
‑
CPP(聚丙烯层)。铝塑复合膜的热封是指通过封头给予一定的热量和压力，经由尼龙
‑
铝箔
‑
CPP的传导路径，一定时间内，热量最终到达CPP层，使两层CPP相互融合、冷凝后，形成密闭的空间，从而达到稳定的电芯内部环境。若热封参数偏低，CPP融合不良，则电池漏液，导致电子产品腐蚀，更有甚者引起电子产品爆炸；若热封参数过高，CPP过度融合，则铝塑复合膜绝缘性不足，铝塑复合膜形成电化学腐蚀，铝塑复合膜的芯层粉末化，导致铝塑复合膜破损，电池漏液。因此，如何合理地制定铝塑复合膜的热封参数是亟待解决地技术问题。
[0004]锂电行业中，封装的常用方法包含硬封和软封，其中硬封是指金属封头，或者金属封头黏贴一层耐高温铁氟龙，然后作用于铝塑复合膜表面。而软封是指，金属封头表面上黏贴一层高弹性、耐高温的硅胶条，再作用于铝塑复合膜的表面。
[0005]锂电行业中，CPP融合的环境包含热封和含电解液热封，其中热封是指CPP的融合不受电解液环境的干扰，包括顶封、侧封工序；含电解液热封是指在电解液的环境下，CPP和CPP的融合过程，包括注液封装和二封工序。
[0006]锂电行业中，惯用的热封参数制定方法为：使用差示扫描量热仪测定CPP的DSC曲线，从而得到CPP的峰值熔点温度T
peak
，以峰值熔点温度T
peak
为基准点，若为硬封，则封头的温度设定为T
peak
+10℃，其中10℃为一层耐高温铁氟龙的温度补偿值；若为软封，则封头的温度设定为T
peak
+20℃，其中20℃为一层高弹性、耐高温硅胶条的温度补偿值。而时间通常固定为3S，气压为0.1～0.5Mpa。此方法过于粗鄙，没有考虑到不同厚度、不同牌号耐高温铁氟龙/耐高温硅胶条对温度的影响；没有考虑到时温等效的基本原理对热量平衡的影响；没有考虑到不同汽缸缸径下，相同压强输出对应的面压不同。从而导致热封参数不合理，进而诱发产品质量风险。
[0007]故而，需要提供一种获得铝塑复合膜热封参数的方法来解决现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种获得铝塑复合膜热封参数的方法，该方法能够获得铝塑复合膜更合理或精准的热封参数(最优热封温度、最优热封时间
和最优热封压强)，使软包锂离子电池的热封界面更可靠，可提高软包锂离子电池的安全性和使用寿命。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种获得铝塑复合膜热封参数的方法，该铝塑复合膜包括尼龙层、铝箔层、聚丙烯层，包括步骤：
[0010](1)提供厚度为H的铝塑复合膜，聚丙烯层的厚度为H1，采用差示扫描量热仪测定聚丙烯层的DSC曲线，并获得外推起始温度T
e
；
[0011](2)根据外推起始温度T
e
为基准，设定n个不同梯度的温度T
i
，n≥3，该温度T
i
包括大于外推起始温度T
e
及小于等于外推起始温度T
e
的两部分区间内的若干温度，然后将封头对应设置各温度并分别采集不同温度下聚丙烯层的升温曲线，横轴为时间，纵轴为温度，各温度T
i
下聚丙烯层的升温曲线与外推起始温度T
e
相交处的时间记为S
i
，预设一缓冲时间为S0，最优热封时间为S
i
中最小值且S
i
大于S0，该最优热封时间对应的温度记为最优热封温度；
[0012](3)将所得的最优热封时间和最优热封温度作为封头设定的时间和温度，然后设定m个不同梯度的压强M
i
对铝塑复合膜进行封装，m≥3，以横轴为压强及纵轴为封印厚度，得到封印厚度曲线；
[0013]根据公式2H
‑
2H1+(2H1×
80％)得到封印厚度上区间的厚度H
a
，根据公式2H
‑
2H1+(2H1×
50％)得到封印厚度下区间的厚度H
b
，在封印厚度曲线上H
a
对应压强M
a
，及H
b
对应压强M
b
，最优热封压强为(M
b
+M
a
)/2。
[0014]本专利技术的有益效果有：
[0015]本专利技术技术方案中，先通过DSC曲线确认出CPP的外推起始温度T
e
，再进行CPP升温曲线的验证，得到最优热封温度和最优热封时间，确定最优热封温度和最优热封时间，通过单因子变量试验，再进行封印厚度曲线的验证，得到最优热封压强，采用该最优热封温度、最优热封时间和最优热封压强作为铝塑复合膜的热封参数。且该最优热封温度、最优热封时间和最优热封压强是基于CPP的特征及考虑封装环境，并且立足于封印厚度而筛选出的工艺参数，逻辑严密，参数合理，精准可靠，可以大大提升软包锂离子电池用铝塑复合膜的封装可靠性，提升电池的安全性能和使用寿命。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1中CPP的DSC曲线中外推起始温度T
e
示意图。
[0017]图2为本专利技术实施例1中不同温度梯度CPP升温曲线。
[0018]图3为本专利技术实施例1中不同压强封印厚度曲线。
具体实施方式
[0019]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式进行详予说明。
[0020]本专利技术公开了一种获得铝塑复合膜热封参数的方法，该铝塑复合膜包括尼龙层、铝箔层、聚丙烯层，包括步骤：
[0021](1)提供厚度为H的铝塑复合膜，聚丙烯层的厚度为H1，采用差示扫描量热仪测定聚丙烯层的DSC曲线，并获得外推起始温度T
e
；
[0022](2)根据外推起始温度T
e
为基准，设定n个不同梯度的温度T
i
，n≥3，该温度T
i
包括大于外推起始温度T
e
及小于等于外推起始温度T
e
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获得铝塑复合膜热封参数的方法，该铝塑复合膜包括尼龙层、铝箔层、聚丙烯层，其特征在于，包括步骤：(1)提供厚度为H的铝塑复合膜，聚丙烯层的厚度为H1，采用差示扫描量热仪测定聚丙烯层的DSC曲线，并获得外推起始温度T
e
；(2)根据外推起始温度T
e
为基准，设定n个不同梯度的温度T
i
，n≥3，该温度T
i
包括大于外推起始温度T
e
及小于等于外推起始温度T
e
的两部分区间内的若干温度，然后将封头对应设置各温度并分别采集不同温度下聚丙烯层的升温曲线，横轴为时间，纵轴为温度，各温度T
i
下聚丙烯层的升温曲线与外推起始温度T
e
相交处的时间记为S
i
，预设一缓冲时间为S0，最优热封时间为S
i
中最小值且S
i
大于S0，该最优热封时间对应的温度记为最优热封温度；(3)将所得的最优热封时间和最优热封温度作为封头设定的时间和温度，然后设定m个不同梯度的压强M
i
对铝塑复合膜进行封装，m≥3，以横轴为压强及纵轴为封印厚度，得到封印厚度曲线；根据公式2H
‑
2H1+(2H1×
80％)得到封印...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫丽丽，井光辉，颜小群，樊天倩，戴平翔，戴晓兵，
申请(专利权)人：江西省盛纬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：