CN109037499A - 一种新能源汽车锂电池用软包装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车锂电池用软包装材料。由外层尼龙层，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为9‑13um，下层厚度为60‑80um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。本发明制备的软包装材料，可塑性强，防水，耐电解液腐蚀，防刺穿能力强，适合于电动汽车用锂电池的包装。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车用锂电池技术领域，具体涉及一种新能源汽车锂电池用软包装材料。
背景技术
随着国家对环保越来越重视，新能源汽车越来越收到人们的重视，新能源汽车有氢燃料电池汽车和电动汽车，由于氢燃料电池汽车技术复杂，成本高，还没有被普遍采用，电动汽车由于其不排放尾气，技术要求较低，得到了广泛的应用，电动汽车最中药的核心部件为电池，目前普遍采用锂电池，影响锂电池充放电效率的因素一是电池活性材料的能量密度，一是锂电池的包装材料，目前，锂电池的包装材料一般选用铝塑膜。
铝塑膜是由铝箔、多种塑料膜和粘合剂组成的复合材料。目前市场上虽然有钢壳、铝壳或者塑料壳等多种锂离子电池的包装材料，但铝塑膜以其质量轻、外形设计灵活、成本低以及制成软包装电池可实现360°任意摆放等优势，得到了广泛应用。
电池内部有机电解液溶剂的存在，必须要求软包装材料能够抵挡有机溶剂的溶胀、溶解、吸收等，同时要保证对氧、水分的严格阻隔。作为软包装锂离子电池的外壳，铝塑膜不再仅仅是电池的简单外包装，而是构成软包装锂离子电池的至关重要的组成部分之一，若包装破损，电池使用寿命即终止。因此软包装铝塑膜材料的设计、制造及其应用技术都和普通的复合包装材料有质的差别，是聚合物锂电池行业要解决的三大技术难题之一。
专利201410469929.9公开了一种锂电池用软包装铝塑膜材料。所述的锂电池用软包装铝塑膜具有层状结构，它的中间层为铝基层，所述的铝基层外侧分为上下两侧，下侧依次由内到外分布为粘合树脂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、粘合树脂层和共聚丙烯层，上侧依次由内到外分布为粘合树脂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、粘合树脂层和均聚丙烯层，其特征在于：所述的粘合树脂层主要采用质量百分比85-95％的均聚丙烯作为基材、以质量百分比5-15％的苯乙烯-马来酸酐的共聚物为活性单体、采用质量百分比0.3％的过氧化二异丙苯作为添加剂，所述的粘合树脂层中的均聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐的共聚物、以及过氧化二异丙苯总量为1。该锂电池用软包装铝塑膜材料，虽然塑形较好，但是，在电解液浸泡条件下容易变形，使用寿命低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车锂电池用软包装材料。
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为9-13um，下层厚度为60-80um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述尼龙层的厚度为20-40um。
所述聚丙烯薄膜层的厚度为20-30um。
所述第一粘胶层的粘胶包括如下重量份数的组分：聚丙烯酸酯30-80份，邻苯二甲酸二辛酯20-50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份，聚偏氟乙烯树脂20-30份，氧化铈10-20份。
所述第一粘胶层的粘胶还包括氧化镨3-10份。
所述第二粘胶层的粘胶包括如下重量份数的组分：聚丙烯酸酯30-80份，邻苯二甲酸二辛酯20-50份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-30份，丁磺酸内酯3-8份，碳酸乙烯亚乙酯3-8份。
所述第三粘胶层的粘胶包括如下重量份数的组分：聚丙烯酸酯30-80份，邻苯二甲酸二辛酯20-50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份，三氯化铝1-3份，氟代碳酸乙烯酯3-6份，天青石粉1-3份。
所述第一粘胶层的厚度为15-20um。
所述第二粘胶层的厚度为15-25um。
所述第三粘胶层的厚度为20-35um。
本发明的有益效果：本发明制备的软包装材料，可塑性强，防水，耐电解液腐蚀，防刺穿能力强，适合于电动汽车用锂电池的包装。本发明设置双层铝箔层和第一粘胶层，能有效防刺穿和磨损，防止弯折后变形折损，第二粘胶层能有效防水，第三粘胶层能有效防电解液腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g，氧化铈15g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g，天青石粉2g。
实施例2
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为20um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为20um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为9um，下层厚度为60um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为15um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯30g，邻苯二甲酸二辛酯20g，乙烯-醋酸乙烯共聚物20g，聚偏氟乙烯树脂20g，氧化铈10g。
所述第二粘胶层(厚度为15um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯30g，邻苯二甲酸二辛酯20g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20g，丁磺酸内酯3g，碳酸乙烯亚乙酯3g。
所述第三粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯30g，邻苯二甲酸二辛酯20g，乙烯-醋酸乙烯共聚物20g，三氯化铝1g，氟代碳酸乙烯酯3g，天青石粉1g。
实施例3
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为40um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为30um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为13um，下层厚度为80um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯80g，邻苯二甲酸二辛酯50g，乙烯-醋酸乙烯共聚物30g，聚偏氟乙烯树脂30g，氧化铈20g。
所述第二粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯80g，邻苯二甲酸二辛酯50g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30g，丁磺酸内酯8g，碳酸乙烯亚乙酯8g。
所述第三粘胶层(厚度为35um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯80g，邻苯二甲酸二辛酯50g，乙烯-醋酸乙烯共聚物30g，三氯化铝3g，氟代碳酸乙烯酯6g，天青石粉3g。
实施例4
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g，氧化铈15g，氧化镨8g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g，天青石粉2g。
实施例5
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g，氧化铈15g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g，青石粉2g。
实施例6
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g，氧化铈15g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g，天青石粉2g，吡硫鎓铜3g。
实施例7
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g，氧化铈15g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g，天青石粉2g，氯化铱3g。
对比例1
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g，天青石粉2g。
对比例2
一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层(厚度为30um)，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层(厚度为25um)构成，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为11um，下层厚度为70um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
所述第一粘胶层(厚度为18um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，聚偏氟乙烯树脂25g，氧化铈15g。
所述第二粘胶层(厚度为20um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯50g，邻苯二甲酸二辛酯30g，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25g，丁磺酸内酯6g，碳酸乙烯亚乙酯5g。
所述第三粘胶层(厚度为25um)的粘胶由如下组分混合均匀制成：聚丙烯酸酯60g，邻苯二甲酸二辛酯30g，乙烯-醋酸乙烯共聚物25g，三氯化铝2g，氟代碳酸乙烯酯5g。
实验例1：
实验采用实施例1-7及对比例1-3制备的软包装材料，采用20mm宽软包装材料做测试，采用拉力机，抗拉强度的数值等于拉力机记录的拉力峰值，测试结果见表1：
表1
注：*代表与实施例1组比较P<0.05。
由表1可以看出，实施例1-3，实施例6-7及对比例1的抗拉强度没有显著差异，实施例4的抗拉强度显著高于实施例1；实施例5和对比例2的抗拉强度显著低于实施例1。
实验例2：
将实施例1-7及对比例1-3制备的软包装材料切成条，每个样品2条，规格为5X8cm，置于电解液中，在80℃的高温下，静置24小时和72小时，取出软包装材料，观察软包装材料外表面与内表面的腐蚀情况。
腐蚀情况分为如下几个等级：A:表面无变化，材料无卷曲，各层之间不易撕开；B表面边缘有卷曲，表面无破损，各层之间不易撕开；C:材料边缘及内部均有卷曲，表面有破损，各层之间容易撕开；D:材料卷曲破损严重，表层脱落，其他层均容易撕开。
测试结果见表2：
表2
由表2可以看出，浸泡24小时，实施例1-3，实施例5-6的腐蚀情况大致相同，没有显著差异；实施例4和实施例7的等级高于实施例1，腐蚀情况几乎看不出来，对比例1-2的等级低于实施例1，腐蚀情况较严重；浸泡72小时，实施例1-3，实施例5-6的腐蚀情况大致相同，没有显著差异；实施例4和实施例7的等级高于实施例1，腐蚀情况几乎看不出来，对比例1-2的等级低于实施例1，腐蚀情况非常严重。
Claims (10)
1.一种新能源汽车锂电池用软包装材料，由外层尼龙层，中层铝箔层和内层聚丙烯薄膜层构成，其特征在于，所述中层铝箔层分为2层，上层厚度为9-13um，下层厚度为60-80um；所述2层铝箔之间涂设有第一粘胶层；所述尼龙层和铝箔层的上层面之间涂设有第二粘胶层；所述铝箔层的下层面和聚丙烯薄膜之间涂设有第三粘胶层。
2.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述尼龙层的厚度为20-40um。
3.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述聚丙烯薄膜层的厚度为20-30um。
4.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第一粘胶层的粘胶包括如下重量份数的组分：聚丙烯酸酯30-80份，邻苯二甲酸二辛酯20-50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份，聚偏氟乙烯树脂20-30份，氧化铈10-20份。
5.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第一粘胶层的粘胶还包括氧化镨3-10份。
6.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第二粘胶层的粘胶包括如下重量份数的组分：聚丙烯酸酯30-80份，邻苯二甲酸二辛酯20-50份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-30份，丁磺酸内酯3-8份，碳酸乙烯亚乙酯3-8份。
7.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第三粘胶层的粘胶包括如下重量份数的组分：聚丙烯酸酯30-80份，邻苯二甲酸二辛酯20-50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份，三氯化铝1-3份，氟代碳酸乙烯酯3-6份，天青石粉1-3份。
8.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第一粘胶层的厚度为15-20um。
9.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第二粘胶层的厚度为15-25um。
10.根据权利要求1所述新能源汽车锂电池用软包装材料，其特征在于，所述第三粘胶层的厚度为20-35um。
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