一种多孔电池铝箔复合膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体是一种多孔电池铝箔复合膜及其制备方法。

背景技术

锂电池是以或锂合金为阳极，使用非水的。锂电池具有比能量大、自放电率低、体积小以及重量轻等优势；随着新能源汽车的快速发展，锂电池的发展也带来全新的发展机遇；

在锂电池内部，除了需要布置锂电池的正负极片，同时还需要设置高粘结隔膜用以将正负极极片与隔膜紧密粘结在一起；目前所使用的高粘结隔膜通常采用以铝箔为骨架，同时在铝箔正反两面设置具有粘结性能的聚合物层；

这种通过以铝箔为骨架，同时在铝箔正反两面设置具有粘结性能的聚合物层制作的高粘结隔膜虽然具备较好的机械强度，也具备一定的柔性，但是由于这种高粘结隔膜与极片粘结紧密牢固，容易在电池内部发生短路时，导致电池内部的热量难以扩散，最终致使电池的热失控；

针对上述背景技术中的问题，本发明旨在提供一种多孔电池铝箔复合膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔电池铝箔复合膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多孔电池铝箔复合膜，所述多孔电池铝箔复合膜包括：

铝箔，所述铝箔为整个所述多孔电池铝箔复合膜的骨架，用于保证整个所述多孔电池铝箔复合膜整体在使用时具备较好的延展性、柔韧性以及机械强度；

尼龙层，所述尼龙层位于铝箔上端表面位置处，尼龙层下端结合上粘合层采用热压工艺附着在铝箔上端表面；

保护层，所述保护层位于铝箔下端表面位置处，设置的保护层附着在铝箔下端表面，与铝箔构成一体；

cpp层，所述cpp层位于保护层下端，设置的cpp层为镀铝级CPP薄膜；同时，设置的cpp层结合下粘合层一同采用热压工艺附着在保护层下端表面上；

多孔涂层，所述多孔涂层同时附着在尼龙层上表面以及cpp层下表面，多孔涂层内部形成均匀分布的多孔。

上述多孔电池铝箔复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S、制作骨架铝箔；选取合金废料与纯铝锭，合金废料的比例控制在％以下，使用合金废料与纯铝锭进行铸轧生产，得到铸轧坯料；将得到的铸轧坯料进行冷轧，得到铝合金带材；对得到的铝合金带材进行中间退火；将经过中间退火的铝合金带材轧制成品厚度；

S、对铝箔上表面进行处理；将制作好的尼龙层结合上粘合层采用热压工艺附着在铝箔上端表面；

S、对铝箔下表面进行处理：将制作好的保护层贴合安装固定在铝箔下端表面；同时采用流延挤塑工艺生产制作cpp层；且将制作好的cpp层结合下粘合层一同采用热压工艺附着在保护层下端表面上；

S、使用多孔涂层对制作好的多孔电池铝箔复合膜上下表面进行附着处理：先制作好多孔涂层，多孔涂层制作过程为：制作多孔涂层时，将和纳米纤维基材按照一定比例加入到含有添加剂中的溶剂中进行混匀，混匀采用超声机械混合；接着常温环境下采用流延法涂布方法成膜，成膜后进行干燥，干燥后将形成的膜热压附着在纳米纤维基材上，完成整个多孔涂层的制作；最后将制作完成后的多孔涂层采用热压工艺同时附着在尼龙层上表面以及cpp层下表面，且同时通过穿刺工艺在多孔涂层内部形成均匀分布的多孔。

作为本发明进一步的方案：附着在铝箔下表面的保护层可以为锂离子传导性无机陶瓷材料，例如氧化锂、氮化锂或硫氧化锂。

作为本发明进一步的方案：附着的多孔涂层为纳米纤维基材结合有机组分、添加剂以及溶剂制作而成；有机组分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVdF-HFP、聚乙烯吡咯烷酮PVP以及PEI聚乙酰亚胺；添加剂包括多巴胺以及柠檬酸；溶剂则包括乙醇。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

所述的多孔电池铝箔复合膜具有以下优势：

一、在原先电池铝箔复合膜仅具备铝箔骨架以及在铝箔骨架上下表面附着粘结性能的聚合物层的基础上，同时还增设尼龙层、保护层以及CPP层，设置的尼龙层具备较好的熔点、优异的强度和韧性，以及良好的氧气阻隔性能，因此可以对铝箔起到较好的隔热保护；设置的保护层可以使安装有多孔电池铝箔复合膜的电池减小的容量衰减率和减小的自放电率；而直接涂装的CPP层可以为整个所述多孔电池铝箔复合膜提供优异的清晰度以及光洁度的同时，设置的cpp层可以直接接触电解液，起到绝缘和密封作用；

二、附着的多孔涂层可以用于在电池内部发生短路导致温度升高时，多孔涂层在高温下，使混合有机成分、添加剂以及溶剂的多孔涂层熔融发生粘结失效，阻塞多孔，进而使多孔涂层与正负极极片发生界面分离，从而阻断电池内部电流，有效避免电池热失控发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明实施例的一种多孔电池铝箔复合膜的侧视图。

图2为本发明实施例的一种多孔电池铝箔复合膜的结构示意图。

图中：1-多孔、2-多孔涂层、3-尼龙层、4-上粘合层、5-铝箔、6-保护层、7-下粘合层、8-CPP层。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

请参阅图1和图2，本发明实施例中提供的一种多孔电池铝箔复合膜，所述多孔电池铝箔复合膜包括：

铝箔5，所述铝箔5为整个所述多孔电池铝箔复合膜的骨架，用于保证整个所述多孔电池铝箔复合膜整体在使用时具备较好的延展性、柔韧性以及机械强度；

尼龙层3，所述尼龙层3位于铝箔5上端表面位置处，尼龙层3下端结合上粘合层4采用热压工艺附着在铝箔5上端表面，设置的尼龙层3透明且可印刷，因此尼龙层3可以轻易印刷在上粘合层4表面上后与上粘合层4一同采用热压工艺附着在铝箔5上端表面；同时，设置的尼龙层3具备较好的熔点、优异的强度和韧性，以及良好的氧气阻隔性能，因此可以对铝箔5起到较好的隔热保护，与铝箔5配合实现所述多孔电池铝箔复合膜的机械强度以及柔韧性的增强；以及对具备较强氧化性的铝箔5造成隔氧保护；同时，设置的尼龙层3对划痕、穿刺和挠曲裂缝具备一定的抗性，不溶解或者吸收油脂，油以及酸性食物；

保护层6，所述保护层6位于铝箔5下端表面位置处，设置的保护层6附着在铝箔5下端表面，与铝箔5构成一体，保护层6作用与尼龙层3作用相同，均是对铝箔5表面起到隔绝保护的同时且与铝箔5配合作用增强整个所述多孔电池铝箔复合膜的机械强度与柔韧性；附着在铝箔5下表面的保护层6可以为锂离子传导性无机陶瓷材料，例如氧化锂、氮化锂或硫氧化锂；所得的锂离子电化学电池可以表现出增强的性能，包括安装有多孔电池铝箔复合膜的电池减小的容量衰减率和减小的自放电率；

cpp层8，所述cpp层8位于保护层6下端，设置的cpp层8为镀铝级CPP薄膜，设置的cpp层8采用流延挤塑工艺生产制作而成；同时，设置的cpp层8结合下粘合层7一同采用热压工艺附着在保护层6下端表面上；设置的cpp层8可以为整个所述多孔电池铝箔复合膜提供优异的清晰度以及光洁度；设置的cpp层8直接接触电解液，起到绝缘和密封作用；

多孔涂层2，所述多孔涂层2同时附着在尼龙层3上表面以及cpp层8下表面，附着的多孔涂层2为纳米纤维基材结合有机组分、添加剂以及溶剂制作而成；有机组分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVdF-HFP、聚乙烯吡咯烷酮PVP以及PEI聚乙酰亚胺；添加剂包括多巴胺以及柠檬酸；溶剂则包括乙醇；制作多孔涂层2时，将和纳米纤维基材按照一定比例加入到含有添加剂中的溶剂中进行混匀，混匀采用超声机械混合；接着常温环境下采用流延法涂布方法成膜，成膜后进行干燥，干燥后将形成的膜热压附着在纳米纤维基材上，完成整个多孔涂层2的制作；最后将制作完成后的多孔涂层2采用热压工艺同时附着在尼龙层3上表面以及cpp层8下表面，且同时通过穿刺工艺在多孔涂层2内部形成均匀分布的多孔1；

附着的多孔涂层2用于在电池内部发生短路导致温度升高时，多孔涂层2在高温下，使混合有机成分、添加剂以及溶剂的多孔涂层2熔融发生粘结失效，阻塞多孔1，进而使多孔涂层2与正负极极片发生界面分离，从而阻断电池内部电流，有效避免电池热失控发生；

上述多孔电池铝箔复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、制作骨架铝箔5；选取合金废料与纯铝锭，合金废料的比例控制在25％以下，使用合金废料与纯铝锭进行铸轧生产，得到铸轧坯料；将得到的铸轧坯料进行冷轧，得到铝合金带材；对得到的铝合金带材进行中间退火；将经过中间退火的铝合金带材轧制成品厚度；

S2、对铝箔5上表面进行处理；将制作好的尼龙层3结合上粘合层4采用热压工艺附着在铝箔5上端表面；

S3、对铝箔5下表面进行处理：将制作好的保护层6贴合安装固定在铝箔5下端表面；同时采用流延挤塑工艺生产制作cpp层8；且将制作好的cpp层8结合下粘合层7一同采用热压工艺附着在保护层6下端表面上；

S4、使用多孔涂层2对制作好的多孔电池铝箔复合膜上下表面进行附着处理：先制作好多孔涂层2，多孔涂层2制作过程为：制作多孔涂层2时，将和纳米纤维基材按照一定比例加入到含有添加剂中的溶剂中进行混匀，混匀采用超声机械混合；接着常温环境下采用流延法涂布方法成膜，成膜后进行干燥，干燥后将形成的膜热压附着在纳米纤维基材上，完成整个多孔涂层2的制作；最后将制作完成后的多孔涂层2采用热压工艺同时附着在尼龙层3上表面以及cpp层8下表面，且同时通过穿刺工艺在多孔涂层2内部形成均匀分布的多孔1；

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。