[发明专利]一种阻水阻燃的锂电池封装用复合膜及其制备方法

说明书

本发明提高了一种阻水阻燃的锂电池封装用复合膜，包括改性铝箔基础层和设于改性铝箔基础层上、下两表面的设有阻燃层，所述阻燃层的外侧设有热塑性树脂层，所述阻燃层是由阻燃剂均匀分散在接着剂中形成；所述改性铝箔基础层先表面经过钝化处理进行，然后使用有机硅油防水剂进行表面改性两次；所述热塑性树脂层通过所述阻燃层粘结在铝箔基础层上，再经压合成铝塑膜。本发明提供一种阻水阻燃的锂电池封装用复合膜和制备方法，制备得到的复合膜具有高阻水阻燃性，并且工艺制备流程简单，成本低。

技术领域

本发明涉及封装材料领域，具体涉及一种阻水阻燃的锂电池封装用复合膜及其制备方法。

背景技术

由于铝塑膜制作成本低，且构成液态软包装锂离子电池的一个不可缺少的重要组成部分，目前铝塑复合膜作为电池的外壳，取代了一般锂离子电池的钢制或铝制外壳，铝塑复合膜大致可以分为三层：内层为粘结层，多采用聚乙烯或聚丙烯材料，起封口粘结作用；中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出；外层为保护层，多采用高熔点的聚酯或尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。

目前商业化的软包锂离子电池的铝塑膜没有阻燃效果，用在超过200Ah的大容量电池时无法保证安全性。如充电电压高，而且电解质多为有机易燃物，若使用不当，电池会发生危险甚至爆炸。为了提高铝塑膜的阻燃性，目前是通过在电解液中添加一些高沸点、高闪点和不易燃的溶剂来改善电解液的稳定性，该溶剂主要分有机磷化物、有机氟代化合物和卤代烷基磷酸酯。但这些溶剂使电解液的粘度增大、阻抗增大，影响电池的使用性能。另外，也在直接在电解液里面添加阻燃剂，从而导致电池内阻增大，恒流比、电压平台变差，而且还无法保证所有安全测试通过。铝塑膜一般由三层膜材料复合而成，从外到内依次是保护层、铝箔层、耐腐蚀热封层，通常保护层是双向拉伸的尼龙膜（BOPA膜）、铝箔层采用单面或双面钝化处理、耐腐蚀层是流延聚丙烯膜（CPP膜）。外层的尼龙膜，由于本身易吸水，且阻水性较差，对使用环境要求较高，保存期短，用于尼龙膜和中间层铝箔粘结胶黏剂也易因水解造成粘结力降低等问题，尼龙膜本身阻燃性也不佳，在电池短路、受挤压等引发起火的情况下，不能有效的保证安全。

发明内容

本发明提供一种阻水阻燃的锂电池封装用复合膜和制备方法，制备得到的复合膜具有高阻水阻燃性，并且工艺制备流程简单，成本低。

一种阻水阻燃的锂电池封装用复合膜，包括改性铝箔基础层和设于改性铝箔基础层上、下两表面的设有阻燃层，所述阻燃层的外侧设有热塑性树脂层，所述阻燃层是由阻燃剂均匀分散在接着剂中形成；所述改性铝箔基础层先表面经过钝化处理进行，然后使用有机硅油防水剂进行表面改性两次；所述热塑性树脂层通过所述阻燃层粘结在铝箔基础层上，再经压合成铝塑膜。

进一步地，其中铝箔经腐蚀和清洗处理工艺后，将铝箔在磷酸的水溶液中浸渍，再经纯水清洗和热处理。进一步地，其中磷酸的水溶液的浓度为2-5%，浸渍时间为60-90s，热处理温度为250-300℃。

进一步地，其中有机硅油防水剂进行表面改性步骤为将铝箔基础层浸渍入油性有机硅防水剂中30-90s，在140-160℃进行热处理30-60s，重复一次。

进一步地，其中接着剂为环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、或有机氟树脂之一。

进一步地，其中所述阻燃剂为三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐中至少一种。

进一步地，其中所述阻燃层中接着剂和阻燃剂的质量比为1：（0.4-0.8）。

进一步地，其中热塑性树脂层按质量份包括均聚聚丙烯50-60质量份、聚偏氟乙烯10-20质量份、苯乙烯10-20质量份、抗氧剂1-2质量份。

进一步地，其中所述热塑性树脂层的厚度为20-30μm、阻燃层的厚度为2-4μm、铝箔基础层的厚度为40μm。

进一步地，其中所述有机硅油防水剂为低分子聚硅氧烷防水剂。