[发明专利]一种锂离子电池用外包装材料及其制备方法

说明书

本发明提供的一种锂离子电池用外包装材料，该锂离子电池用外包装材料是由包括耐热性树脂膜的外层、铝箔及包括热塑性树脂膜的内层层叠而形成；其中，上述铝箔的表面经过化学处理，上述内层的热塑性树脂膜中至少有一层中含有硅烷偶联剂。该外包装材料具有优越的高温耐电解液特性。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用外包装材料及锂离子电池的制备方法。

背景技术

近年来，作为个人电脑、手机等便携终端装置、摄像机、卫星及车辆等使用的蓄电装置，开发了小型轻量化的锂离子电池，锂离子电池也被称作锂二次电池，其结构包括：由正极集电材料/正极活性物质层/隔膜/电解液层/负极活性物质层/负极集电材料构成的电池主体，以及包装所述电池主体的外包装材料-锂离子电池用外包装材料。锂离子电池用外包装材料是由包括耐热性树脂膜的外层、铝箔及包括热塑性树脂膜的内层层叠而形成的，其中铝箔和内外层膜通过粘接剂粘合。与作为电池要素的容器使用的以往的金属制罐不同，在重量轻、放热性高、形状自由度高等方面性能优异。

锂离子电池用外包装材料长期处在热塑性树脂内层直接与电解液接触。锂离子电池用外包装材料实际使用过程中主要存在以下问题：1)电解液中的锂盐，如六氟磷酸锂高温下自身分解产生酸性的、腐蚀性强的五氟化磷；2)锂盐与正负极及电解液中的残存的水反应生成氢氟酸，氢氟酸渗透进热塑性材料，导致铝箔和热塑性树脂剥离力降低，严重时会产生分层、剥离。

上述问题的解决，不仅和粘接剂、内外层的性质紧密相关，更离不开对水和生成的氢氟酸的处理。通过合适的处理方法，可以有效的保持铝箔同热塑性树脂内层的剥离强度。

本发明要解决的是现有电池封装用铝塑膜在长期使用过程中高温长期浸泡电解液产生铝箔同热塑性树脂剥离强度降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于电池封装的具有优异耐电解液性能的铝塑膜及其制备方法，解决锂离子电池用外包装材料在长期使用过程中由于氢氟酸腐蚀导致的热塑性树脂和铝箔之间剥离强度降低的问题。

发明人通过深入研究发现，以分子式Ⅰ表示的硅烷偶联剂(其中，n＝0～3；X表示氯基和以甲氧基、乙氧基等为代表的烷氧基；R表示烷基、苯基以及乙烯基、氨基、巯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、脲基以及异氰酸酯基等有机基团)可以通过水解反应消除残存的水，抑制电解液中的六氟磷酸锂等锂盐的分解。由于硅烷偶联剂同时具有极性和非极性部分，是一种有机-无机杂化的双官能化合物，与铝箔和树脂都会发生反应，形成牢固而耐久的共价键，在胶粘剂和铝箔间起着化学作用，提高树脂在铝箔上的剥离力

分子式Ⅰ：R(CH₂)_nSiOX₃

硅烷偶联剂的反应机理：

本发明的技术方案之一在于提供了一种锂离子电池用外包装材料，由包括耐热性树脂膜的外层、铝箔层及包括热塑性树脂膜的内层层叠而形成；

其中，上述热塑性树脂内层至少有一层中含有分子式1表示的硅烷偶联剂；

其中，上述硅烷偶联剂通过与热塑性树脂通过挤出机共混挤出形成；

硅烷添加层的作用是利用其中含有的硅烷偶联剂抑制电解液中的六氟磷酸锂在高温下分解产生氢氟酸，减少氢氟酸对铝塑膜的腐蚀，从而维持铝塑膜的剥离强度。