[发明专利]一种金属复合铝膜的制备方法及系统

说明书

本发明提供了一种金属复合铝膜的制备方法及系统，其以高分子材质膜作为基膜，对基膜进行烘干处理后一次陈化，然后在陈化后的膜材上镀打底层，打底处理后的膜材进行二次陈化，将二次陈化好的膜材进行多遍蒸镀，每遍蒸镀后对膜材进行冷却后再进行下一遍蒸镀，蒸镀20~30层，蒸镀总厚度在500~2000μm。采用本发明方法制备的金属复合铝膜，能够降低膜材的孔洞率，且孔洞小，提升膜材料形貌，外表光滑，提升膜材的拉伸强度及延伸率。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种金属复合铝膜的制备方法及系统。

背景技术

根据不完全统计，2020年1-12月全年被媒体报道的烧车事故共124起。一半以上为三元电池，少数为磷酸铁锂电池；大量研究表明，新能源汽车发生起火事故的主因是电池热失控。电池热失控的机理是电池达到一定温度时，引发连锁放热负反应，导致温度快速上升，最高速度可达到每秒钟温升接近1000℃。引起电池过热的原因很多，例如电池包本身温度不均匀、局部区域温度高、过充放、内外短路以及密封性差或机械碰撞等原因。

复合铝膜是解决电池自身热失控及内部短路的关键材料。现有的铝塑膜制备时，在高分子材料制备的基膜上直接镀铝，容易造成孔洞过多的问题，导致产品本身延伸率和抗拉强度不稳定。在应用过程中导致涂布及辊压时易断带，影响过程的优率及生产效率；另外辊压时也容易出现爆点，导致电池循环和倍率性能下降，这种爆点同时也会导致短路风险的增加，从而引发电池安全问题。

发明内容

本发明提供了一种金属复合铝膜的制备方法及系统，采用该方法制备的金属复合铝膜，能够大幅降低膜材的孔洞率，提升膜材料形貌外表光滑，针孔小，大幅提升金属复合膜拉伸强度及延伸率。

本发明的技术方案是，一种金属复合铝膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、以高分子材质膜作为基膜，对基膜进行烘干处理；

S2、将干燥后的膜材进行陈化处理，控制温度为30～50℃，陈化时间为24～72h，环境湿度≤1％；

S3、在陈化后的膜材上镀打底层，打底厚度为10～100nm；

S4、打底处理后的膜材进行二次陈化，控制温度为30～50℃，陈化时间为72～160h，环境湿度≤1％；

S5、将二次陈化好的膜材进行多遍蒸镀，每遍蒸镀后对膜材进行冷却，然后进行下一遍蒸镀，蒸镀20～30层，蒸镀总厚度在500～2000μm。

进一步地，所述的基膜为PET、PI或PP材质，厚度为1～30μm。

进一步地，S1中烘干处理时为真空烘烤干燥，真空≤5.5×10^-1Pa，水分控制在3000ppm以下；

优选地，S2中陈化处理时，温度为45℃，陈化时间为60h。

进一步地，S3中打底层为金属及金属氧化物打底层，采用磁控溅射或者蒸镀的方式镀打底层。

进一步优选地，S3中打底层为Al或Al₂O₃层。

进一步地，S4陈化处理时，温度为45℃，陈化时间为60h。

进一步地，S5中蒸镀时膜材的温度小于5℃，蒸镀后采用采用制冷设备或者冷却液进行冷却。

本发明还是涉及一种金属复合铝膜的制备系统，包括按照膜材移动方向依次布置的放卷辊、引导辊、第一展平辊、第二展平辊、第三展平辊和主辊，其中引导辊与第一展平辊之间设有冷却腔室，或者引导辊与第一展平辊位于冷却室内部；第二展平辊和第三展平辊位于同一水线上，且第二展平辊与第三展平辊的下方设有蒸镀设备。

进一步地，所述第一展平辊、第二展平辊、第三展平辊中的一个或者多个设置有冷却液循环管道。