本發(fā)明涉及一種鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料的制備方法。

背景技術(shù)：

用于電腦、手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)、攝像機(jī)、衛(wèi)星等中的電池，已廣泛地開(kāi)發(fā)了可超薄型化、輕量化、小型化的鋰電池。作為用于這種鋰電池的包裝材料，與以往的包裝材料使用的金屬制的罐不同，由于質(zhì)輕且可自由地選擇電池的形狀的優(yōu)點(diǎn)，人們已開(kāi)始使用將多層膜(例如，耐熱性高強(qiáng)基材層/鋁箔層/封口性膜層的結(jié)構(gòu))制成軟包裝材料。而電池電解液的主要成分是碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等，電解液中溶解有電解質(zhì)(lipf6、libf4)、或者由浸潰有該電解液的聚合物凝膠構(gòu)成的電解質(zhì)層。當(dāng)該種具有浸透力的溶劑通過(guò)形成密封層的熱熔接性膜層時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生鋁箔層與熱熔接性膜層之間的層壓強(qiáng)度降低，最終導(dǎo)致電解液泄露的問(wèn)題。另外，作為電解質(zhì)的鋰鹽，使用lipf6、libf4等的鹽。這些鹽通過(guò)與水分的水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸，因此，有時(shí)會(huì)引起金屬表面的腐蝕或多層膜的各層之間的層壓強(qiáng)度降低。通過(guò)使用鋁箔，幾乎遮斷從包裝材料表面的水分浸入。但是，鋰電池用包裝材料是通過(guò)熱封貼合多層膜而成的結(jié)構(gòu)，從成為密封層的熱熔接性膜層的密封部端面浸入的水分有可能引起鋰鹽的水解。因此，有必要加強(qiáng)鋁箔層與熱熔接性膜層的層間密接強(qiáng)度、保持內(nèi)容物耐性(耐電解液性或耐氫氟性)。

多數(shù)鋰電池的外包裝材料是通過(guò)冷壓成型法形成。在其成型時(shí)，由于模具與粘接樹(shù)脂層/密封層之間的摩擦而產(chǎn)生略微的缺陷或針孔等，作為鋰電池用包裝材料中間層的鋁箔層有可能與電解液直接接觸。因此，希望即使在過(guò)嚴(yán)的評(píng)價(jià)條件下也能具有保護(hù)鋁箔的功能。進(jìn)一步地，鋰電池多用于攜帶型的移動(dòng)終端中，其使用環(huán)境也有例如在盛夏的車(chē)內(nèi)等中的60～70℃的高溫下的環(huán)境。在這種高溫環(huán)境下，也要求對(duì)電解液發(fā)揮耐性的鋰電池用包裝材料。因此，為了抑制由于電解液或電解質(zhì)鋰鹽水解產(chǎn)生的氫氟酸的影響而導(dǎo)致在鋁箔層與熱熔接性膜層之間發(fā)生脫層，人們研究了各種方法。

另外，鋰電池不僅用于如上述的攜帶型的移動(dòng)終端用途等的小型化的用途，也在考慮推進(jìn)到例如汽車(chē)等的大型化的用途中。特別是，用于汽車(chē)用途時(shí)，需要提高到比以往高的耐電解液性、耐水性、耐氫氟酸性。

作為賦予這些耐性的最有效的方法，有對(duì)鋁箔實(shí)施鉻酸鹽化學(xué)處理的方法。但是，在鉻酸鹽處理中，以6價(jià)鉻作為主成分使用的材料，被指定為對(duì)于環(huán)境有害的物質(zhì)，雖然具有良好的功能，但其并不是環(huán)境友好材料。因此，已經(jīng)開(kāi)始使用3價(jià)鉻。但3價(jià)鉻難以獲得與6價(jià)鉻同等的功能，另外，一旦使用了鉻，就存在鉻酸鹽處理對(duì)環(huán)境有害的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明開(kāi)發(fā)一種耐溶劑耐熱耐氟化氫的涂料，對(duì)鋁箔進(jìn)行涂布處理，賦予鋁箔耐氟化氫的性能，提高鋁塑膜的耐溶劑性和耐氟化氫性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：一種耐溶劑耐熱耐氟化氫的鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料，其中，所述涂料原材料包括以下重量份的組分：

耐溶劑成膜樹(shù)脂30-50，耐氟化氫腐蝕填料0.1-5，助劑0.2-3，溶劑50-70。

在所述的鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料中，所述的耐溶劑成膜樹(shù)脂是長(zhǎng)油度酚醛樹(shù)脂的一種或多種組合物。

在所述的鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料中，所述耐氟化氫腐蝕填料是活化納米重晶石、氟化鉻或納米鉻粉的一種或組合物。

在所述的鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料中，所述助劑是分散劑和流平劑。其中，分散劑重量份0.1-1.5，流平劑重量份0.1-1.5。

在所述的鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料中，所述溶劑為二甲苯或200號(hào)溶劑汽油。

本發(fā)明鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

s1.將耐氟化氫腐蝕填料用重量比5％的硬脂酸鈉乙醇溶液60℃浸泡24小時(shí)，然后過(guò)濾，60℃恒溫1小時(shí)烘干，表面處理過(guò)的耐腐蝕填料備用；

s2.將耐溶劑成膜樹(shù)脂和s1步驟所得備用物和分散劑等助劑用砂磨機(jī)分散，使細(xì)度達(dá)到1.5μm；

s3.加入溶劑，攪拌0.5小時(shí)制得鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料。

本發(fā)明鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料的使用方法為：采用網(wǎng)輥涂布方法涂于鋁箔表面，再經(jīng)100-120℃溫度的烘烤即可形成起到耐溶劑、耐熱、耐氟化氫效果的涂層，烘烤形成的涂層的平均厚度為1.5-3μm。

由本發(fā)明的制備方法制備的鋰電池軟包裝鋁塑膜用鋁箔保護(hù)涂料，可對(duì)鋁箔進(jìn)行涂布處理，賦予鋁箔耐氟化氫的性能，提高鋁塑膜的耐溶劑性和耐氟化氫性能。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種耐溶劑耐熱耐氟化氫的涂料，并具體公開(kāi)了該防靜電涂料原材料各組分的重量份為：耐溶劑成膜樹(shù)脂30-50、耐氟化氫腐蝕填料0.1-5、助劑0.2-3、溶劑50-70。

在本發(fā)明中，耐溶劑成膜樹(shù)脂的作用在于保證所制備的涂料的附著力，耐溶劑性能和耐熱性能，其可以是長(zhǎng)油度酚醛樹(shù)脂的一種或多種組合物。

在本發(fā)明中，耐氟化氫腐蝕填料的作用在于使所制備的涂料防止氟化氫腐蝕鋁箔的作用，所述的耐氟化氫腐蝕填料可以是活化納米重晶石、氟化鉻或納米鉻粉的一種或組合物。

在本發(fā)明中，助劑主要起到潤(rùn)濕分散流平作用。所使用的助劑為分散劑和流平劑，分散劑重量份0.1-1.5，流平劑重量份0.1-1.5。其中，分散劑為byk-p104s，byk-p104或byk-2150，流平劑為byk-300，byk-301或byk-306。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，選擇任何適合的助劑。

在本發(fā)明中，溶劑的作用在于調(diào)節(jié)涂料的固含量，使涂料達(dá)到要求的粘度及固含量，所使用的溶劑為二甲苯或200號(hào)溶劑汽油。

本發(fā)明的耐溶劑耐熱耐氟化氫的涂料可采用網(wǎng)輥涂布方法涂于鋁箔表面，再經(jīng)100-120℃溫度的烘烤即可形成涂層，起到耐溶劑耐熱耐氟化氫效果。烘烤形 成的涂層的平均厚度大約為1.5-3μm。

以下將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，并結(jié)合對(duì)比例充分闡述本發(fā)明的有益效果。以下實(shí)施例和對(duì)比例中，采用封裝電解質(zhì)(ec∶dec∶dmc＝1∶1∶1，lipf61m)做成電芯，在60℃放置14天，觀測(cè)熱封層和鋁箔是否有分層，衡量使用耐溶劑耐熱耐氟化氫涂料形成的涂層的耐溶劑耐熱耐氟化氫效果；al/pp層無(wú)分層現(xiàn)象，說(shuō)明耐溶劑耐熱耐氟化氫涂層的耐溶劑耐熱耐氟化氫性達(dá)到要求，如果有分層現(xiàn)象，說(shuō)明耐溶劑耐熱耐氟化氫涂層不符合要求。

實(shí)施例1：

一種耐溶劑耐熱耐氟化氫涂料，包含以下重量份的組分：耐溶劑成膜樹(shù)脂長(zhǎng)油度酚醛樹(shù)脂50、耐氟化氫腐蝕填料活化納米重晶石、分散劑byk-p104s0.5、流平劑byk-3000.5，溶劑二甲苯48。其制備方法包括以下步驟：

將耐氟化氫腐蝕填料納米重晶石用用5％的硬脂酸鈉乙醇溶液60℃浸泡24小時(shí)，然后過(guò)濾，60℃恒溫1小時(shí)烘干，再加入到耐溶劑成膜樹(shù)脂長(zhǎng)油度酚醛樹(shù)脂中，加入分散劑，用砂磨機(jī)打磨分散使細(xì)度達(dá)到1.5μm，加入流平劑，用溶劑調(diào)節(jié)到合適的固含量，攪拌0.5小時(shí)制成耐溶劑耐熱耐氟化氫涂料。

實(shí)施例2：

一種耐溶劑耐熱耐氟化氫涂料，包含以下重量份的組分：耐溶劑成膜樹(shù)脂長(zhǎng)油度酚醛樹(shù)脂50、耐氟化氫腐蝕填料活化納米重晶石0.5納米鉻粉0.5、分散劑byk-p104s0.5、流平劑byk-3000.5，溶劑二甲苯48。

其制備方法同實(shí)施例1

實(shí)施例3：

一種耐溶劑耐熱耐氟化氫涂料，包含以下重量份的組分：耐溶劑成膜樹(shù)脂長(zhǎng)油度酚醛樹(shù)脂50、耐氟化氫腐蝕填料活化納米重晶石0.5、納米氟化鉻粉0.5、分散劑byk-p104s0.5、流平劑byk-3000.5，溶劑二甲苯48。

其制備方法同實(shí)施例1

耐溶劑耐熱耐氟化氫測(cè)量試驗(yàn)：

將實(shí)施例1-3的耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂覆于鋁箔表面并形成涂層后，用復(fù)合涂布機(jī)制成鋁塑復(fù)合膜，尼龍/雙面涂布耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂的鋁箔/聚丙烯，三層厚度分別為尼龍層25μm，處理過(guò)的鋁箔層43μm，聚丙烯層45μm，封裝電解液(ec∶dec∶dmc＝1∶1∶1，lipf61m，3cc)，在60℃放置14天。

對(duì)比例1

用復(fù)合涂布機(jī)制成未經(jīng)耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂處理的鋁塑復(fù)合膜，尼龍/未處理的鋁箔/聚丙烯，三層厚度分別為尼龍層25μm，鋁箔層40μm，聚丙烯層45μm。

封裝電解液(ec∶dec∶dmc＝1∶1∶1，lipf61m，3cc)，在60℃放置14天。

采用觀測(cè)法判斷pp/al是否分層，判斷耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂的效果，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1采用實(shí)施例1-3的耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂處理的鋁塑復(fù)合膜和未經(jīng)處理的鋁塑復(fù)合膜測(cè)試結(jié)果

根據(jù)分層測(cè)試結(jié)果，經(jīng)過(guò)耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂處理的鋁塑復(fù)合膜經(jīng)過(guò)封裝電解液(ec∶dec∶dmc＝1∶1∶1，lipf61m，3cc)，在60℃放置14天后沒(méi)有出現(xiàn)pp/al分層，未經(jīng)耐溶劑耐熱耐氟化氫料涂處理的鋁塑復(fù)合膜在同樣條件下pp/al出現(xiàn)分層現(xiàn)象，因此有理由認(rèn)為本發(fā)明的防靜電涂料具有良好的耐溶劑耐熱耐氟化氫效果。