CN110757905B - 锂电池软包装材料用铝塑膜及其金属铝箔的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池软包装材料用铝塑膜及其金属铝箔的表面处理方法，该表面处理方法包括采用表面处理液对金属铝箔表面进行处理的步骤，所述表面处理液的原料配方包括以下组分：1g/m3‑1000g/m3聚合物树脂、0.1g/m3‑500g/m3磷酸、0.1g/m3‑1000g/m3铬酸、0.1g/m3‑1000g/m3含氟金属盐及水。本发明采用特定的表面处理液对金属铝箔进行表面处理，在金属铝箔表面形成化成皮膜，大大提高金属铝箔的耐腐蚀性能及上胶附着力，从而提高与非金属薄膜的结合性能。将该金属铝箔用于锂电池软包装材料用的铝塑膜上，可以得到耐腐蚀性能良好的铝塑膜材料。
Description
技术领域
本发明属于锂电池软包装材料用铝塑膜技术领域，具体涉及一种锂电池软包装材料用铝塑膜及其金属铝箔的表面处理方法。
背景技术
铝塑膜是锂离子电池软包装重要的外包装材料，传统的铝塑膜结构通常包括依次设置的耐热性树脂薄膜、金属铝箔和热塑性树脂薄膜，耐热性树脂薄膜和金属铝箔之间、热塑性树脂薄膜和金属铝箔之间分别通过胶粘剂进行粘合。而传统的铝塑膜由于铝塑膜材料的外侧和内侧采用的都是聚合物树脂薄膜，外部环境的光照，氧气，水分可能会透过树脂薄膜进入内部，而内部物质(比如LiB电解液成分)有可能向外部进行渗透。当这些侵入物质到达金属铝箔层时，会导致金属铝箔发生腐蚀。
为了改善这种腐蚀现象，通常对金属铝箔表面进行表面处理，常用的做法是使用三价铬药剂对金属铝箔表面进行喷涂处理，但现有的三价铬药剂普遍存在腐蚀性能及上胶附着力不佳等问题。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种改进的锂电池包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法。
本发明还提供一种锂电池包装材料用铝塑膜。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，所述方法包括采用表面处理液对金属铝箔表面进行处理的步骤，所述表面处理液的原料配方包括以下组分：1g/m3-1000g/m3聚合物树脂、0.1g/m3-500g/m3磷酸、0.1g/m3-1000g/m3铬酸、0.1g/m3-1000g/m3含氟金属盐及水。
优选地，所述表面处理液的原料配方包括以下组分：2g/m3-1000g/m3聚合物树脂、0.1g/m3-500g/m3磷酸、1g/m3-500g/m3铬酸、0.1g/m3-500g/m3含氟金属盐及水。
优选地，所述含氟金属盐没有特别限定，如可以选自氟锆/钛酸钾、氟锆/钛酸钠、氟锆/钛酸等钛锆化合物，氢氟酸、氟化钠、氟化钾、氟化铵等氟化物中的一种或几种的组合。
优选地，所述聚合物树脂没有特别限定，例如可以选自聚碳酸酯树脂、聚(甲基)丙烯酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、三乙酰纤维素树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛清漆树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、含氟树脂、偏氯乙烯树脂等中的一种或几种的组合。
为了便于聚合物树脂溶解，所述聚合物树脂选用粉末状树脂。
根据本发明的进一步实施方式，所述处理的步骤包括将所述金属铝箔浸泡于所述表面处理液中，干燥后在所述金属铝箔表面形成化成皮膜，所述浸泡温度为20～75℃，浸泡时间为2s-120s。形成的所述化成皮膜有助于提高金属铝箔的耐腐蚀性能及提高金属铝箔与非金属薄膜的结合性。
所述金属铝箔在表面处理液中的浸泡条件的不同会影响处理液对金属铝箔表面的腐蚀情况、化成皮膜的厚度及铬的附着量等，所述浸泡温度太低，不利于聚合物树脂的溶解，进而影响皮膜的形成，温度太高，对金属铝箔表面的腐蚀加快；所述浸泡时间太短，铬不能很好地附着在铝的表面上，时间太长，对铝箔表面的腐蚀加快。
优选地，所述干燥温度为50～200℃。
根据本发明的优选实施方式，所述化成皮膜的厚度为10nm～1×104nm，所述化成皮膜的优选厚度为30-100nm；所述化成皮膜中含有的铬附着量为0.1～50mg/m2，所述化成皮膜中含有的铬附着量优选为2～20mg/m2。选择适当的化成皮膜厚度以及铬附着量可以得到具有良好耐腐蚀性能的铝塑膜材料。
根据本发明的进一步实施方式，所述方法还包括在用所述表面处理液对金属铝箔处理之前，先用浓度1-20％的氢氧化钠对金属铝箔进行脱脂处理，脱脂温度50-80℃、时间5s-120s。
优选地，所述金属铝箔的厚度为20～100um。
本发明采用的另一技术方案为：一种锂电池软包装材料用铝塑膜，包括依次设置的耐热性树脂薄膜、金属铝箔和热塑性树脂薄膜，所述耐热性树脂薄膜和金属铝箔之间、热塑性树脂薄膜和金属铝箔之间分别通过胶粘剂进行粘合，所述金属铝箔通过上述所述的表面处理方法进行处理。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明采用特定的表面处理液对金属铝箔进行表面处理，在金属铝箔表面形成化成皮膜，大大提高金属铝箔的耐腐蚀性能及上胶附着力，从而提高与非金属薄膜的结合性能。将该金属铝箔用于锂电池软包装材料用的铝塑膜上，可以得到耐腐蚀性能良好的铝塑膜材料。
说明书附图
图1为实施例1的锂电池软包装材料用铝塑膜的结构示意图；
图中：1、金属铝箔；2、第一化成皮膜；3、第二化成皮膜；4、耐热性树脂薄膜；5、热塑性树脂薄膜；6、第一胶粘剂层；7、第二胶粘剂层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1
本实施例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，该铝塑膜包括依次设置的耐热性树脂薄膜4、第一胶粘剂层6、金属铝箔1、第二胶粘剂层7和热塑性树脂薄膜5，其中，
耐热性树脂薄膜4采用厚度为25um的双向拉伸尼龙膜；热塑性树脂薄膜5采用厚度30um的未拉伸聚丙烯薄膜；第一胶粘剂层6为聚氨酯胶粘剂(选自上海贝尔特新材料科技有限公司公司)，厚度为0.1-10um，本例中，厚度为5um；第二胶粘剂层7为聚丙烯酸胶粘剂(选自山东华诚高科胶粘剂有限公司)，厚度为0.1-10um，本例中，厚度为5um。
本例中采用的金属铝箔先进行表面处理，然后用于制造铝塑膜，具体表面处理方法如下：
(1)金属铝箔选用采用35um金属铝箔；
(2)先将金属铝箔用浓度10％的氢氧化钠溶液在70℃下进行脱脂处理去除表面油脂，时间为1分钟；
(3)将金属铝箔浸泡于表面处理液中，浸泡温度为50℃，浸泡时间为1分钟，然后在80℃下进行干燥，在金属铝箔的二个表面分别形成第一化成皮膜2和第二化成皮膜3。
本例中，第一化成皮膜2与耐热性树脂薄膜4通过第一胶粘剂层6粘合，第二化成皮膜3与热塑性树脂薄膜5通过第二胶粘剂层7粘合。
本例中，采用的表面处理液的原料组成参见表1所示。
实施例2
本实施例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的表面处理液及处理工艺不同之外，其他同实施例1。
本例中，采用的表面处理液的原料组成及处理工艺参见表1所示。
实施例3
本实施例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的表面处理液及处理工艺不同之外，其他同实施例1。
本例中，采用的表面处理液的原料组成及处理工艺参见表1所示。
实施例4
本实施例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的表面处理液及处理工艺不同之外，其他同实施例1。
本例中，采用的表面处理液的原料组成及处理工艺参见表1所示。
实施例5
本实施例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的表面处理液及处理工艺不同之外，其他同实施例1。
本例中，采用的表面处理液的原料组成及处理工艺参见表1所示。
对比例1
本对比例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的表面处理液及处理工艺不同之外，其他同实施例1。
本例中，采用的表面处理液的原料组成及处理工艺参见表2所示。
对比例2
本对比例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的表面处理液及处理工艺不同之外，其他同实施例1。
本例中，采用的表面处理液的原料组成及处理工艺参见表2所示。
对比例3
本对比例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的处理工艺不同之外，其他同实施例2。
本例中，采用的处理工艺参见表2所示。
对比例4
本对比例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的处理工艺不同之外，其他同实施例2。
本例中，采用的处理工艺参见表2所示。
对比例5
本对比例提供的锂电池软包装材料用铝塑膜，除采用的处理工艺不同之外，其他同实施例2。
本例中，采用的处理工艺参见表2所示。
对实施例1～5和对比例1～5的铝塑膜进行盐水喷雾测试(参照JIS Z2371试验标准)，结果参见表1和2所示，测试方法为：
1、测试条件
喷雾室温度35±2℃，盐水浓度5±1％NaCl溶液，喷雾溶液的pH为中性(pH 6.5～7.2)，连续喷雾。降雾量：2ml/h/80cm2。
2、试验设备：标准的盐雾测试机，烤箱
3、试验条件时间：48h。
4、测试结果：观察金属铝箔和外层尼龙层之间是否出现分层，判断基准如下：
○：未观测到剥离分层
×：观测到剥离分层
表1为实施例1～5的铝塑膜的测试结果
表2为对比例1～5的铝塑膜的测试结果
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括采用表面处理液对金属铝箔表面进行处理的步骤，所述表面处理液的原料配方由以下组分组成：1g/m3-1000g/m3聚合物树脂、0.1g/m3-500g/m3磷酸、0.1g/m3-1000g/m3铬酸、0.1g/m3-1000g/m3含氟金属盐及水；
所述聚合物树脂为丙烯酸树脂和酚醛树脂的混合物；
所述处理的步骤包括将所述金属铝箔浸泡于所述表面处理液中，干燥后在所述金属铝箔表面形成化成皮膜，所述浸泡温度为20~75℃，浸泡时间为2s-120s。
2.根据权利要求1所述的锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于：所述含氟金属盐为氟化钠、氟化钾、氟化铵中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于：所述干燥温度为50~200℃。
4.根据权利要求1所述的锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于：所述化成皮膜的厚度为10nm~1×104nm。
5.根据权利要求1所述的锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于：所述化成皮膜中含有的铬附着量为0.1~50mg/m2。
6.根据权利要求1所述的锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于：所述方法还包括在用所述表面处理液对金属铝箔处理之前，先用浓度1-20%的氢氧化钠对金属铝箔进行脱脂处理，脱脂温度50-80℃、时间5s-120s。
7.根据权利要求1所述的锂电池软包装材料用铝塑膜中金属铝箔的表面处理方法，其特征在于：所述金属铝箔的厚度为20~100um。
8.一种锂电池软包装材料用铝塑膜，包括依次设置的耐热性树脂薄膜、金属铝箔和热塑性树脂薄膜，所述耐热性树脂薄膜和金属铝箔之间、热塑性树脂薄膜和金属铝箔之间分别通过胶粘剂进行粘合，其特征在于：所述金属铝箔通过权利要求1~7中任一项权利要求所述的表面处理方法进行处理。
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