一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带及其制备方法与流程

1.本发明涉及电子胶带技术领域，尤其是涉及一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带及其制备方法。


背景技术：

2.电子胶带是电子元器件固定安装过程中经常使用的一种耗材，随着科技的发展，电子产品不断更新换代，对所使用的电子胶带的要求也越来越高。在锂电池生产过程中，电子胶带也是一种不可或缺的耗材，其主要应用于锂电池生产过程中电池外部正负极引线以及电路的绝缘保护、封装固定，电芯终止端绝缘固定放置电解液的渗漏，电池极耳绝缘保护等。电子胶带在锂电池生产流程中起着重要的作用。
3.目前，应用于锂电池加工过程中的电子胶带多采用丙烯酸酯类电子胶带。丙烯酸酯是胶黏剂领域应用非常广泛的一种原料，具有原料易得、稳定性相对较好、工艺简单等诸多优点，但是也存在耐溶剂性差、耐水性差、高温易发粘、低温易变脆等缺陷，因此很少直接采用丙烯酸酯单体作为一种胶黏剂去使用，而是采用与其他原料混合以对丙烯酸酯改性，获得性能更加优异的胶黏剂，以满足不同的使用要求。对于应用于锂电池加工的电子胶带，其要求电子胶带具有适宜的粘性，较好的耐高温、耐老化性能，并能在极端锂电池电解液环境中保持长时期的性能稳定，随着锂电池性能的不断提升，现有的电子胶带的性能越发难以满足锂电池日益提高的性能要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明提供了一种耐电解液的锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，本发明同时提供了该电子胶带的制备方法。
5.本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
6.一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，其包括：胶黏主料、改性剂、溶剂和基膜，将胶黏主料在溶剂中经改性剂混合改性后涂覆在基膜上得到电子胶带；
7.所述的胶黏主料为聚酯丙烯酸酯；
8.所述的改性剂包括：聚醚丙烯酸酯、耐电解液改性剂、苯乙烯
‑
茚树脂、新戊二醇二缩水甘油醚、三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
9.作为优选，所述的胶黏主料、溶剂和改性剂中原料的重量份数为：聚酯丙烯酸酯100份、聚醚丙烯酸酯10
‑
30份、耐电解液改性剂10
‑
20份、苯乙烯
‑
茚树脂5
‑
10份、新戊二醇二缩水甘油醚1
‑
5份、溶剂130
‑
180份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5
‑
2份、邻苯二甲酸二烯丙酯0
‑
2份。
10.作为优选，所述的耐电解液改性剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的复合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为2
‑
4∶1。
11.作为优选，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为3
‑
5∶2，以高锰酸钾为引发
剂，引发剂的浓度为0.0005
‑
0.002mol/l，在42
‑
45℃下反应2
‑
3h得到改性紫胶树脂。
12.作为优选，所述的溶剂为2
‑
丁酮和甲苯，其质量份比为1
‑
2∶1。
13.作为优选，所述的基膜为聚脂薄膜、pi膜或pet膜。
14.所述的锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带的制备方法，包括以下步骤：
15.(1)将配方重量的聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、耐电解液改性剂、苯乙烯
‑
茚树脂、新戊二醇二缩水甘油醚以及部分溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下升温至指定温度；
16.(2)将三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯与剩余的溶剂混匀，并在一定时间内将混入三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的溶剂滴加至步骤(1)的反应容器中，在加入溶剂的过程中保持反应容器的保温、搅拌状态，在滴加完成后继续保持反应容器的保温、搅拌状态一定时间后降温处理，得到胶黏料；
17.(3)将步骤(2)得到的胶黏剂均匀涂覆于基膜上，在一定温度下干燥，制得电子胶带。
18.作为优选，所述的锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带的制备方法中的工艺条件控制为：步骤(1)部分溶剂为溶剂总量的1/2
‑
2/3，控制升温至指定温度为70
‑
80℃；步骤(2)中滴加溶剂的时间控制在1
‑
2h，滴加完成后的保持时间为2
‑
3h；步骤(3)中的干燥温度为60
‑
80℃，制得电子胶带干胶厚度为30
±
5μm。
19.在本发明中，胶黏主料为电子胶带胶黏性能的主要材料，决定着电子胶带的力学性能、耐电解液性能、热稳定性及耐老化性能，本发明以聚酯丙烯酸酯为主料，其具有良好的耐电解液性能，这种性质决定了其作为锂电池用电子胶带的原料可以表现出良好的高耐腐蚀性，但是聚酯丙烯酸酯本身力学性能并不佳，由于其聚酯酯基具有较强的极性，易与耐电解液改性剂及新戊二醇二缩水甘油醚之间发生反应形成氢键来增加强度，使成品胶料固化时形成链状及网状结构，提高成品胶料的抗张强度、抗弯曲强度、抗压强度、抗冲击强度等机械性能；紫胶树脂可以提高胶料的机械性能，但是紫胶树脂富含游离羟基和羧基，耐候性、耐热性及耐老化性能较差，经甲基丙烯酸甲酯接枝共聚改性的紫胶树脂可以改善以上缺点，使改性后的紫胶树脂表现出优良的抗拉性等机械性能，同时耐老化、耐热和耐溶剂性得到明显改善，使其可以与甲基丙烯酸十二氟庚酯共混后作为胶黏主料的耐电解液改性剂。含氟的甲基丙烯酸十二氟庚酯中c
‑
f键的键能很大，稳定性较高，氟原子紧密有规则地排列在碳链周围，对碳主链起到较好的屏蔽作用，防止碳原子和碳链暴露，使聚合物表现出良好的表面性能及化学稳定性，具有优异的耐化学介质、耐腐蚀性及耐候性能。聚醚丙烯酸酯具有良好的柔韧性和抗黄变性，可有效调节胶料成品的韧性强度，改善聚酯丙烯酸酯主料带来的胶料抗黄变性能较差的缺点。苯乙烯
‑
茚树脂具有良好的增粘效果和软化效果，可以抵消改性紫胶树脂的硬脆性，改善成品胶料粘性、强度及延伸性，是胶料初始粘度和粘度保持均比较好，而且对胶料的物理机械性能无不利影响。
20.与现有技术相比，本发明具备的有益效果在于：
21.本发明的锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带应用于锂电池加工时，受到锂电池电解液的影响较小，具有较好的初粘性和剥离强度，在保持优良机械强度、实现电子胶带基础胶粘效果的基础上，可以在电解液中保持优异的耐高温、耐老化、耐电解液性能，能够长期在极端锂电池电解液浸泡环境中不脱落、不溶解，保持性能稳定。
具体实施方式
22.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步地描述，显然，所描述的实施方式仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，其包括：胶黏主料、改性剂、溶剂和基膜，将胶黏主料在溶剂中经改性剂混合改性后涂覆在基膜上得到电子胶带；
24.所述的胶黏主料为聚酯丙烯酸酯；所述的改性剂包括：聚醚丙烯酸酯、耐电解液改性剂、苯乙烯
‑
茚树脂、新戊二醇二缩水甘油醚、三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
25.进一步地，所述的胶黏主料和改性剂中原料的重量份数为：聚酯丙烯酸酯100份、聚醚丙烯酸酯：20份、耐电解液改性剂15份、苯乙烯
‑
茚树脂8份、新戊二醇二缩水甘油醚3份、溶剂155份、三烯丙基异氰脲酸酯1.2份、邻苯二甲酸二烯丙酯1份。
26.进一步地，所述的耐电解液改性剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的复合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为3∶1。
27.进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2∶1，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.001mol/l，在43℃下反应2.5h得到改性紫胶树脂。
28.进一步地，所述的溶剂为2
‑
丁酮和甲苯，其质量份比为3∶2；所述的基膜为聚脂薄膜。
29.实施例2：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏主料和改性剂中原料的重量份数为：聚酯丙烯酸酯100份、聚醚丙烯酸酯10份、耐电解液改性剂10份、苯乙烯
‑
茚树脂5份、新戊二醇二缩水甘油醚1份、溶剂130份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5份。
30.进一步地，所述的耐电解液改性剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的复合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为2∶1。
31.进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为3∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0005mol/l，在42℃下反应3h得到改性紫胶树脂。
32.进一步地，所述的溶剂为2
‑
丁酮和甲苯，其质量份比为1∶1；所述的基膜为pi膜。
33.实施例3：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏主料和改性剂中原料的重量份数为：聚酯丙烯酸酯100份、聚醚丙烯酸酯30份、耐电解液改性剂20份、苯乙烯
‑
茚树脂10份、新戊二醇二缩水甘油醚5份、溶剂180份、三烯丙基异氰脲酸酯2份、邻苯二甲酸二烯丙酯2份。
34.进一步地，所述的耐电解液改性剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的复合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为4∶1。
35.进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为5∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.002mol/l，在45℃下反应2h得到改性紫胶树脂。
36.进一步地，所述的溶剂为2
‑
丁酮和甲苯，其质量份比为2∶1；所述的基膜为pet膜。
37.实施例4：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏主料和改性剂中原料的重量份数为：聚酯丙烯酸酯100份、聚醚丙烯酸酯30份、耐电解液改性剂10份、苯乙烯
‑
茚树脂10份、新戊二醇二缩水甘油醚1份、溶剂180份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5份、邻苯二甲酸二烯丙酯2份。
38.进一步地，所述的耐电解液改性剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的复合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为2∶1。
39.进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为5∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0005mol/l，在45℃下反应2h得到改性紫胶树脂。
40.进一步地，所述的溶剂为2
‑
丁酮和甲苯，其质量份比为2∶1；所述的基膜为聚脂薄膜。
41.实施例5：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏主料和改性剂中原料的重量份数为：聚酯丙烯酸酯100份、聚醚丙烯酸酯15份、耐电解液改性剂18份、苯乙烯
‑
茚树脂6份、新戊二醇二缩水甘油醚4份、溶剂140份、三烯丙基异氰脲酸酯1.5份、邻苯二甲酸二烯丙酯0.5份。
42.进一步地，所述的耐电解液改性剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的复合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为5∶2。
43.进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为9∶4，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0015mol/l，在44℃下反应2h得到改性紫胶树脂。
44.进一步地，所述的溶剂为2
‑
丁酮和甲苯，其质量份比为2∶1；所述的基膜为聚脂薄膜。
45.对比例1：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，其不含耐电解液改性剂。
46.对比例2：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，其不含苯乙烯
‑
茚树脂。
47.对比例3：一种锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带，与实施例1不同的是，其将聚醚丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯替换成相同重量份数的丙烯酸酯。
48.所述的锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带的制备方法，包括以下步骤：
49.(1)将配方重量的聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、耐电解液改性剂、苯乙烯
‑
茚树脂、新戊二醇二缩水甘油醚以及部分溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下升温至指定温度；
50.(2)将三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯与剩余的溶剂混匀，并在一定时间内将混入三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的溶剂滴加至步骤(1)的反应容器中，在加入溶剂的过程中保持反应容器的保温、搅拌状态，在滴加完成后继续保持反应容器的保温、搅拌状态一定时间后降温处理，得到胶黏料；
51.(3)将步骤(2)得到的胶黏剂均匀涂覆于基膜上，在一定温度下干燥，制得电子胶带。
52.作为优选，所述的锂电池用的高耐腐蚀性电子胶带的制备方法中的工艺条件控制
为：步骤(1)部分溶剂为溶剂总量的1/2
‑
2/3，控制升温至指定温度为75℃；步骤(2)中滴加溶剂的时间控制在1.5h，滴加完成后的保持时间为2.5h；步骤(3)中的干燥温度为70℃，制得电子胶带干胶厚度为30
±
5μm。
53.性能测试：将上述实施例1
‑
5及对比例1
‑
3所得的电子胶带产品在完全相同的条件下进行性能测试，结果如下表所示。
[0054][0055]
*所述的浸泡条件为：锂离子电解液浸泡，80℃，72h。
[0056]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。