[发明专利]一种铝塑复合膜用外层膜材及其应用

说明书

本发明属于锂离子电池包装技术领域，具体涉及一种铝塑复合膜用外层膜材及其应用；其中，铝塑复合膜用外层膜材，包括由外向内依次层叠的聚酯层、接着层和尼龙层，所述聚酯层、接着层和尼龙层采用多层共挤后吹塑拉伸得到。本发明的外层膜材采用聚酯/尼龙共挤结合吹塑拉伸强化，提升铝塑复合膜的耐湿、耐化性能，并提升冲深成型性能，从而大幅提升最终锂离子电池的长期耐久性，达成动力电池应用要求。

技术领域

本发明属于锂离子电池包装技术领域，具体涉及一种铝塑复合膜用外层膜材及其应用。

背景技术

锂离子电池已被广泛应用于笔记本电脑、数码相机、手机等电子产品，近年来在小型电动工具、机器人、无人机、电动汽车、电动自行车、风电站等储能设备上也有逐渐取代传统储电设备的趋势。

作为锂离子电池的包装材料，目前产业上一般采用以下几种形式：

1、金属冲压而成的圆筒形或方形金属罐；

2、由塑料薄膜、金属箔等叠层而成的铝塑复合膜；

其中，金属罐冲压而成的包装方式由于金属罐本身较硬，电池设计自由度不高；另外，金属罐本身厚度较大，致使电池整体能量密度降低且阻碍内部热量的散出。而采用铝塑复合膜包装的软包锂离子电池，由于铝塑复合膜整体厚度小，能显著提高电池整体能量密度、散热快、电池设计自由度高，并且材料本身有柔性，金属端子引出方便，在产品的轻量化、小型化等方面有明显的优势，在锂离子电池包装材料中逐渐成为主流。

对于锂离子电池用包装膜，有很多性能方面的要求，如冲深成型性、高度防湿性、耐酸性(因电解质加水时可反应产生氢氟酸等强腐蚀性物质)、耐穿刺性能、密封性、超低水汽透过性能、绝缘性、耐热性能、耐寒性能等等。其中，冲深成型性、防湿性以及耐化性能最为重要，被多数电池厂商所关注。为确保这几项性能均能达到使用要求，一般采用调整各组成层的性能以及各层间的匹配来实现。

现有的软包锂离子电池封装所采用的铝塑复合膜，如图7所示，其主流结构一般为外层保护层10/外层胶水层20/外防腐层30/铝箔层40(单面或双面进行防腐处理)/内防腐层50/内层胶水层60/热封层70，各层具有不同机能，产品成型性能主要由外层保护层和铝箔的性能决定。为达成较好的成型性能，目前业界一般采用韧性较高的尼龙膜作为外层保护层；然而，尼龙本身容易吸潮、耐化学品性能、耐候性能较差，从而导致整体电池的长期耐侯、耐久性能较低，在使用环境较优的小型电子产品领域使用时不存在大的问题，但在使用寿命长、环境要求严苛的动力、储能等电池应用上则存在较大缺陷。

近年来，为改善外层保护层的耐化学品、耐候性能以及产品成型性能，学界及产业界开发出多种新型材料，如改性双向延伸尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)膜，以及上述材料的贴合、组合材料，或在上述一种或多种材料表面涂覆耐化涂层，在保障一定成型性能的同时，可一定程度降低铝塑膜外层材料吸湿性、耐化学品性能以及耐候性能。但尚有多项未解决的问题点，例如：采用改性尼龙膜仍然无法彻底解决吸潮的问题，采用PET或PBT类薄膜作为外层材料时成型性能较差且成型卷曲严重，给电池生产工艺带来极大不便；采用聚酯/尼龙贴合后的复合薄膜作为外层材料时所用聚酯层较厚，不利于整体材料的薄型化及进一步提升成型性能，且现有技术中所用的复合材料中至少一层采用双向逐次延伸工艺，导致材料各方向力学性能波动大，批次间成型性能不稳定。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种铝塑复合膜用外层膜材及其应用。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种铝塑复合膜用外层膜材，包括由外向内依次层叠的聚酯层、接着层和尼龙层，所述聚酯层、接着层和尼龙层采用多层共挤后吹塑拉伸得到。