[发明专利]一种石墨烯钝化液及其制备方法以及锂电池软包铝塑膜和锂电池

说明书

本发明属于钝化液领域，更具体地，涉及一种石墨烯钝化液及其制备方法以及锂电池软包铝塑膜和锂电池。该石墨烯钝化液包括：多层石墨烯1wt％‑20wt％、水性丙烯酸酯2.5wt％‑20wt％、硅烷低聚物0.1wt％‑10wt％、冰醋酸0.1wt％‑1wt％、醇类助剂2wt％‑5wt％、水溶性分散剂0.1wt％‑5wt％，余量为水；所述水溶性分散剂包括阴离子分散剂和非离子分散剂；所述石墨烯钝化液不含有铬。本发明的钝化液可赋予铝箔表面高附着力，在后期与尼龙、聚丙烯膜等膜材复合时可获得理想的复合强度。

技术领域

本发明属于钝化液领域，更具体地，涉及一种石墨烯钝化液及其制备方法以及锂电池软包铝塑膜和锂电池。

背景技术

锂电池软包铝塑膜中铝箔目前的处理工艺通常为三价铬或六价铬的钝化处理工艺，能够很好地抵抗电解液对铝材的腐蚀、破坏，提升铝材与胶水或者铝材与聚丙烯膜的结合力，但是由于铬元素的存在，对于环境和人体健康都存在安全隐患。石墨烯体系的钝化液，不仅能够满足软包铝塑膜对于初期结合力和耐电解液后的结合力的需求，对于环境也是无害的，石墨烯的主题是以C元素为基体的有机物，性能比较稳定，无论是钝化液的使用过程还是后期软包铝塑膜的废弃物的焚毁过程，都不会产生对人体有害的物质。

锂电池用软包铝塑膜中铝材目前的处理工艺基本为Cr³⁺的处理工艺，其能够提升铝材与胶水或者铝材与PP膜的结合力，但是由于Cr³⁺的存在，对于环境存在一定的安全隐患；同时钝化液的使用环境和软包铝塑膜的使用及废弃现象的存在，Cr³⁺可能会氧化成Cr⁶⁺，对于环境和人体健康都存在安全隐患；在锂电池进行废弃处理时，一般采用焚烧的处理方法，在此过程中，Cr³⁺造成潜在的重金属离子污染的可能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种石墨烯钝化液，不仅能够满足锂电池软包铝塑膜对于铝箔所需的高附着力、高耐电解液腐蚀的需求，而且该钝化液不含铬等重金属物质。石墨烯主体是以碳元素为基体的材料，性能稳定，无论是使用过程还是后期锂电池软包铝塑膜废弃物的焚毁过程，不会产生对环境和人体有害的物质。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种石墨烯钝化液，该石墨烯钝化液包括：

多层石墨烯1wt％-20wt％、水性丙烯酸酯2.5wt％-20wt％、硅烷低聚物0.1wt％-10wt％、冰醋酸0.1wt％-1wt％、醇类助剂2wt％-5wt％、水溶性分散剂0.1wt％-5wt％，余量为水；

所述水溶性分散剂包括阴离子型分散剂和非离子型分散剂；

所述石墨烯钝化液不含有铬。

本发明的关键技术原理在于：

1、经硅烷改性的丙烯酸树脂作为载体，可将石墨烯组分沉积在铝箔表面，形成一层致密的耐腐蚀保护层。硅烷的羟基可与铝箔羟基形成耦合作用，有机官能团又能与丙烯酸酯羧酸基团发生反应，达到化学键合机理，从而提升钝化液与铝材、钝化液与胶水或PP膜之间的结合力。

2、使用乙醇、乙二醇、异丙醇等醇类溶剂，提升钝化液对于铝箔表面的润湿性能和钝化液自身的流平性，避免处理过程中出现锁孔的涂敷不良的问题。

3、阴离子和非离子分散剂结合作为钝化液体系的水溶性分散剂，产生电离排斥和空间位阻作用，达到更加优异的稳定分散、均匀混合的目的。

作为优选方案，该石墨烯钝化液包括：

多层石墨烯5wt％-20wt％、水性丙烯酸酯10wt％-20wt％、硅烷低聚物0.1wt％-1.2wt％、冰醋酸0.1wt％-0.8wt％、醇类助剂2wt％-5wt％、水溶性分散剂0.1wt％-1wt％，余量为水。

作为优选方案，所述多层石墨烯的颗粒粒径为0.2-5nm。