[0001] 本发明属于锂离子电池包装材料领域，尤其涉及一种热封层及其在制备CPP膜和铝塑膜中的应用。

[0002] 根据封装形式的不同，锂离子电池一般分为3类：圆柱形锂电池、方形锂电池和采用铝塑复合膜封装的软包锂电池。圆柱或者方形锂电池一般采用不锈钢或铝合金材料进行封装，因此也称为硬壳锂电池。软包锂电池一般采用铝塑复合膜作为封装材料，体积小，重量轻，形状和尺寸具有灵活性，设计可多样化，可以满足各种复杂的电池形状以及更高的能量密度要求，适应电池“更薄”和“更小”的发展趋势。同时软包电池又具备相当好的延展性，当软包内部电芯出现气鼓现象时，铝塑膜优良的延展性可为气体提供足够的缓冲空间，当达到电池爆破阈值前，铝塑膜会被撕裂，避免了电池爆炸的可能，安全性能有保障。因此采用铝塑复合膜装材料作为外壳将是各种锂离子电池今后发展的方向。

[0003] 干法锂电池铝塑膜包装材料主要包括PET，尼龙，铝箔，CPP，以及胶水层。由外到内结构一般为PET/PA/AL/CPP。PET厚度一般12um，主要作用是防止加工过程中电解液滴落腐蚀表面的尼龙层，起保护尼龙的作用；尼龙厚度一般25um，其主要作用是保证电池包装的机械强度，防刮，耐穿刺，抗冲击，防止外力损伤电池；铝箔厚度一般40 50um，其主要功能是阻~隔，遮光以及保证成型延展性。CPP厚度一般40 80um，主要作用为防止电解液腐蚀铝箔以及~
关键的热封作用；各层材料之间通过2 4um的胶水复合连接在一起。CPP薄膜作为热封层材~
料，对起封温度，热封强度，与铝箔的结合强度，耐电解液性能等要求极高，是铝塑膜包装行业的一个主要技术难题之一。其中，热封层是影响CPP薄膜的低温热封性能、热封强度和抗电解液性能的重要影响因素，但现有的热封层难以使CPP薄膜具有良好的低温热封性能、热封强度、抗电解液性能和一封二封均匀发白效果。

[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0028] 本发明所采用的原料均为常规市售。

[0029] 实施例1

[0030] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0031] 以质量百分含量计，形成热封层的原料为：无规共聚聚丙烯82%、均聚聚丙烯10%、二氧化硅开口剂4%和芥酸酰胺型爽滑剂4%，其中，无规共聚聚丙烯为丙烯、乙烯和丁烯三元3
无规共聚物，且无规共聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm ，熔指为4 12g/10min，熔点为120~ ~
3
140℃；均聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm，熔指为6 14g/10min，熔点为160 170℃；
~ ~ ~ ~

[0032] 形成芯层的原料为：嵌段共聚聚丙烯63%、高密度聚乙烯10%、聚烯烃弹性体25%和芥酸酰胺型爽滑剂2%，其中，嵌段共聚聚丙烯为乙烯和丙烯交替嵌段共聚物，且嵌段共聚聚3
丙烯的密度为0.88 0.92g/cm ，熔指为1 6g/10min，熔点为150 163℃；所述高密度聚乙烯~ ~ ~
3
的密度为0.955 0.97g/cm，熔指为6 14g/10min，熔点为128 140℃；聚烯烃弹性体为乙烯、~ ~ ~
3
丙烯的共聚物，且聚烯烃弹性体的密度为0.85 0.90g/cm，熔指为1 6g/10min，熔点为60~ ~ ~
100℃；

[0033] 形成复合层的原料为：均聚聚丙烯95%和二氧化硅开口剂5%，其中，均聚聚丙烯的3
密度为0.88 0.93g/cm，熔指为6 14g/10min，熔点为160 170℃；
~ ~ ~

[0034] 按质量百分含量，将上述热封层、芯层和复合层原料分别按照上面要求比例分别在螺杆高温熔融，投入三层共挤流延机对应的三台挤出机中，设定三层的厚度百分比为15%：70%：15%，模头挤出的温度为180 270℃，其中，形成热封层的挤出机温度为180 270℃，~ ~
挤出量为90 200kg/h，形成芯层的挤出机温度为180 270℃，挤出量为400 700kg/h，形成复~ ~ ~
合层的挤出机温度为180 260℃，挤出量为90 200kg/h，在光面辊冷却定型成膜，光面辊的~ ~
温度为20 60℃，经过各导辊拉伸，回火处理，电晕处理，厚度检测，在线缺陷监控，飞边，收~
卷，生产线速度为50 150m/min，收卷张力为5 20kg，得40μm的CPP膜。
~ ~

[0035] 实施例2

[0036] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0037] 与实施例1的区别在于形成热封层原料的质量百分含量和设定三层的厚度百分比不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成热封层的原料为：无规共聚聚丙烯58%、均聚聚丙烯30%、二氧化硅开口剂6%和芥酸酰胺型爽滑剂6%，其中，无规共聚聚丙3
烯为丙烯、乙烯和丁烯三元无规共聚物，且无规共聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm，熔指~
3
为4 12g/10min，熔点为120 140℃；均聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm ，熔指为6 14g/~ ~ ~ ~
10min，熔点为160 170℃；设定三层的厚度百分比为5%：90%：5%；得50μm的CPP膜。
~

[0038] 实施例3

[0039] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0040] 与实施例1的区别在于形成热封层原料的质量百分含量和设定三层的厚度百分比不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成热封层的原料为：无规共聚聚丙烯74%、均聚聚丙烯25%、二氧化硅开口剂0.5%和芥酸酰胺型爽滑剂0.5%，其中，无规共聚3
聚丙烯为丙烯、乙烯和丁烯三元无规共聚物，且无规共聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm ，~
3
熔指为4 12g/10min，熔点为120 140℃；均聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm ，熔指为6~ ~ ~ ~
14g/10min，熔点为160 170℃；设定三层的厚度百分比为25%：50%：25%；得45μm的CPP膜。
~

[0041] 实施例4

[0042] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0043] 与实施例1的区别在于形成热封层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成热封层的原料为：无规共聚聚丙烯72%、均聚聚丙烯28%，其中，无规共聚3
聚丙烯为丙烯、乙烯和丁烯三元无规共聚物，且无规共聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm ，~
3
熔指为4 12g/10min，熔点为120 140℃；均聚聚丙烯的密度为0.88 0.93g/cm ，熔指为6~ ~ ~ ~
14g/10min，熔点为160 170℃。
~

[0044] 实施例5

[0045] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0046] 与实施例1的区别在于形成芯层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成芯层的原料为：嵌段共聚聚丙烯51%、高密度聚乙烯15%、聚烯烃弹性体30%和芥酸酰胺型爽滑剂4%，其中，嵌段共聚聚丙烯为乙烯和丙烯共聚物，且嵌段共聚聚丙烯的3
密度为0.9 0.92g/cm，熔指为3 9g/10min，熔点为145 160℃；所述高密度聚乙烯的密度为~ ~ ~
3
0.955 0.97g/cm，熔指为6 14g/10min，熔点为128 140℃；聚烯烃弹性体为乙烯、丙烯的共~ ~ 3 ~
聚物，且聚烯烃弹性体的密度为0.85 0.90g/cm，熔指为1 6g/10min，熔点为60 100℃。
~ ~ ~

[0047] 实施例6

[0048] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0049] 与实施例1的区别在于形成芯层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成芯层的原料为：嵌段共聚聚丙烯87.8%、高密度聚乙烯2%、聚烯烃弹性体10%和芥酸酰胺型爽滑剂0.2%，其中，嵌段共聚聚丙烯为乙烯和丙烯交替嵌段共聚物，且嵌
3
段共聚聚丙烯的密度为0.88 0.92g/cm ，熔指为1 6g/10min，熔点为150 163℃；所述高密~ ~ ~
3
度聚乙烯的密度为0.957 0.97g/cm，熔指为2 9g/10min，熔点为130 140℃；聚烯烃弹性体~ ~ 3 ~
为乙烯、丙烯的共聚物，且聚烯烃弹性体的密度为0.85 0.90g/cm，熔指为1 6g/10min，熔~ ~
点为60 100℃。
~

[0050] 实施例7

[0051] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0052] 与实施例1的区别在于形成芯层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成芯层的原料为：嵌段共聚聚丙烯63%、高密度聚乙烯10%、聚烯烃弹性体25%和芥酸酰胺型爽滑剂2%，其中，嵌段共聚聚丙烯为乙烯和丙烯交替嵌段共聚物，且嵌段共聚3
聚丙烯的密度为0.88 0.92g/cm ，熔指为1 6g/10min，熔点为150 163℃；所述高密度聚乙~ ~ ~
3
烯的密度为0.955 0.97g/cm ，熔指为6 14g/10min，熔点为128 140℃；聚烯烃弹性体为乙~ ~ 3 ~
烯、丙烯的共聚物，且聚烯烃弹性体的密度为0.86 0.9g/cm，熔指为1 5g/10min，熔点为55~ ~
95℃。
~

[0053] 实施例8

[0054] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0055] 与实施例1的区别在于形成芯层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成芯层的原料为：嵌段共聚聚丙烯65%、高密度聚乙烯10%、聚烯烃弹性体25%，其中，嵌段共聚聚丙烯为乙烯和丙烯交替嵌段共聚物，且嵌段共聚聚丙烯的密度为
3
0.88 0.92g/cm，熔指为1 6g/10min，熔点为150 163℃；所述高密度聚乙烯的密度为0.955~ ~ ~
3
0.97g/cm ，熔指为6 14g/10min，熔点为128 140℃；聚烯烃弹性体为乙烯、丙烯的共聚物，~ ~ 3 ~
且聚烯烃弹性体的密度为0.85 0.90g/cm，熔指为1 6g/10min，熔点为60 100℃。
~ ~ ~

[0056] 实施例9

[0057] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0058] 与实施例1的区别在于形成复合层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成复合层的原料为：均聚聚丙烯95%和二氧化硅开口剂5%，其中，均聚聚丙3
烯的密度为0.89 0.92g/cm，熔指为6 14g/10min，熔点为158 166℃。
~ ~ ~

[0059] 实施例10

[0060] 本实施例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0061] 与实施例1的区别在于形成复合层原料不同，其他与实施例1相同；以质量百分含量计，本实施例形成复合层的原料为：均聚聚丙烯100%，其中，均聚聚丙烯的密度为0.88~3
0.93g/cm，熔指为6 14g/10min，熔点为160 170℃。
~ ~

[0062] 对比例1

[0063] 本对比例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0064] 与实施例1的区别在于形成热封层的原料无规共聚聚丙烯不同，其他与实施例1相同，本对比例的形成热封层的原料无规共聚聚丙烯为乙烯和丙烯共聚物，且无规共聚聚丙3
烯的密度为0.86 0.9g/cm，熔指为5 13g/10min，熔点为125 145℃。
~ ~ ~

[0065] 对比例2

[0066] 本对比例提供一种CPP膜，具体流程如下：

[0067] 与实施例1的区别在于形成热封层的原料均聚聚丙烯不同，其他与实施例1相同，3
本对比例的形成热封层的原料均聚聚丙烯的密度为0.89 0.92g/cm，熔指为5 12g/10min，~ ~
熔点为155 168℃。
~

[0068] 性能测试：

[0069] 表1及表2中的复合前即表示CPP膜，复合后即表示铝塑膜，也即PET层、尼龙层、铝箔层以及分别与实施例1 10或对比例1 2的CPP膜依次层叠设置得到的铝塑膜，其中，PET层~ ~的厚度为12um，尼龙层的厚度为25um，铝箔层的厚度为45um。

[0070] 各个热封温度下的热封强度：QB/T 2358；一封指复合后在封口处直接封合，不需要涂电解液，而二封则会在封口处进行涂电解液后再热封。

[0071] 抗电解液：将复合后的铝塑膜裁成宽度15mm，长度为100mm的样条，放入装有电解液和1000 1500ppm水的容器中浸泡，85℃的环境下静放，分别测试不同时间段(初始值、8h、~1天、2天、5天、7天、14天、30天、60天)的CPP膜和铝箔之间的剥离强度。

[0072] 摩擦系数：参照GB/T 10006；分别复合前的摩擦系数、复合后在60℃下熟化5天的摩擦系数。

[0073] 表1.CPP膜或铝塑膜的性能测试结果。

[0074]

[0075] 由表1可知，本发明的芯层和复合层的原料对CPP膜或铝塑膜的低温热封性能和热封强度均影响不大，热封层的二氧化硅开口剂和芥酸酰胺型爽滑剂对CPP膜或铝塑膜的低温热封性能和热封强度也均影响不大。

[0076] 表2.CPP膜或铝塑膜性能测试结果。

[0077]

[0078] 由表1和表2可知，本发明的热封层所采用的无规共聚聚丙烯和均聚聚丙烯可有效的提高CPP膜或铝塑膜的低温热封性能、热封强度、抗电解液性能和一封二封均匀发白效果；而对比例1的热封层所采用的无规共聚聚丙烯的抗电解液性能和复合后热封的一封二封热封强度均有所下降；对比例2的热封层所采用的均聚聚丙烯的复合前热封的热封强度和复合后热封的一封二封热封强度均有所下降。

[0079] 由图1和图2可得，实施例1所得CPP膜两个表面剥开后还是有薄膜在表面保护着铝箔，没有出现漏铝的情况，可以判断电解液没有穿过CPP薄膜进入铝箔层，进而腐蚀铝箔，无论是一封还是二封都均匀发白，实施例2 10所得CPP膜与实施例1的效果相似；而对比例1所~得CPP膜两个表面剥开后封口处薄膜出现破裂现象，封口发白效果差。

[0080] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。