一种锂离子电池用厚度溶胀胶带及其制备方法与流程

1.本发明属于锂离子电池溶胀胶带技术领域，具体涉及一种锂离子电池用厚度溶胀胶带及其制备方法。


背景技术：

2.圆柱电池在组装时，电芯与圆柱形壳体之间会存在一定的空隙，如果不能将电芯有效的固定在壳体内，当发生震动或者外部冲击之后电芯会在壳体内移动进而导致电池内部电阻的增大或者电极片的损坏，从而极大地劣化电池的性能。现有技术中多是采用填充溶胀胶带的方式来解决此问题，而采用的胶带也多是长宽方向上的溶胀胶带，这样的胶带在溶胀之后是通过形成折叠来填充间隙的，但是这样不能全方位的填充圆柱电池中的空隙。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池用厚度溶胀胶带及其制备方法，该胶带可实现仅在厚度方向上进行溶胀，可以全方位的填充电芯与圆柱形壳体之间存在的空隙，防震、防跌落效果更好。
4.本发明采取的技术方案如下：
5.一种锂离子电池用厚度溶胀胶带，所述锂离子电池用厚度溶胀胶带由下至上依次包括：pet基材层、可溶胀基底层、压敏胶层。
6.在本发明的一个方案中，所述pet基材层的一面为离型层，所述锂离子电池用厚度溶胀胶带收卷时，压敏胶层与pet基材层的离型层接触。
7.在本发明的另一个方案中，在所述压敏胶层之上设置有离型膜层。
8.所述pet基材层的厚度为20-100μm。
9.所述pet基材层还可替换为pi基材层。
10.所述可溶胀基底层的厚度为50-1000μm。
11.所述压敏胶层的厚度为10-50μm。
12.所述可溶胀基底层为与电解液接触后在长、宽、厚任意方向上可变形溶胀的基底层。
13.形成所述第一压敏胶层、第二压敏胶层的胶水，可使用任意在电解液中浸泡后胶层仍具有粘性的胶水。
14.本发明还提供了所述锂离子电池用厚度溶胀胶带的制备方法，包括以下步骤：
15.(1)对pet基材的一面进行电晕处理，并在其上热熔涂布可溶胀基底层的原料液，冷却后，在pet基材的一面形成可溶胀基底层；
16.(2)在离型膜的离型面上涂布压敏胶胶水，经固化干燥后得到敏胶层；
17.(3)对可溶胀基底层进行电晕处理，然后将其与压敏胶层复合、熟化，即可制备得到锂离子电池用厚度溶胀胶带。
18.步骤(1)中，所述热熔涂布的温度为100-180℃，即将可溶胀基底层的原料液于100-180℃加热熔融后，进行热熔涂布，这样冷却之后可直接在pet基材之上形成可溶胀基底层。
19.步骤(1)中，所述热熔涂布还可替换为螺杆挤出涂布，即先输送物料至熔融段，通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化，温度控制在100-180℃；之后进入混炼，使物料组分进一步细化和均匀形成理想的结构，聚分布性与分散性混合功能，之后通过建立1-10mpa的压力使模口出物料有一定的致密度，同时进一步混合，达到顺利挤出成膜的目的，挤出的膜流在pet膜电晕面，这样冷却之后可在pet基材之上形成可溶胀基底层。
20.所述电晕处理至达因值≥52达因，如果电晕值太低基底层与压敏胶粘剂层的结合不牢固，容易出现脱胶现象。
21.所述熟化的条件为：50℃熟化48-72h，以使基底层与压敏胶粘剂层充分复合。
22.本发明提供的锂离子电池厚度溶胀胶带，在pet基材层之上依次设置可溶胀基底层和压敏胶层，基于pet基材层原有的性质其在电解液中无法进行溶胀即尺寸固定，由于可溶胀基底层热熔涂布在了pet基材层之上，这样由于pet基材层具有的强度和电晕后pet基材层与可溶胀基底层之间的结合力的限制作用，可溶胀基底层在长宽方向上被限制住无法进行溶胀而只能在厚度方向上进行溶胀，进而得到了厚度溶胀胶带。
23.与现有技术相比，本发明提供的锂离子电池用厚度溶胀胶带不受可溶胀基底层溶胀方向的限制，只要浸泡在电解液中可溶胀的胶带采用本发明的方案均可得到仅在厚度方向上溶胀的厚度溶胀胶带，且其制备方法简单，成本也较低。本发明制备得到的锂离子电池厚度溶胀胶带在厚度方向的溶胀倍率高可达2.5倍以上。且本发明中因为有pet基材层的固定支撑，可溶胀基底层可以有更多的配方可以选择，可以选择溶胀效果更好的基底层，实现更好的溶胀效果，不用考虑可溶胀基底层硬度的问题。
附图说明
24.图1为本发明实施例1中的锂离子电池用厚度溶胀胶带的结构示意图；
25.图2为本发明实施例2中的锂离子电池用厚度溶胀胶带的结构示意图；
26.其中，1-pet基材层、2-可溶胀基底层、3-压敏胶层、4-离型膜层。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明进行详细说明。
28.各实施例中所使用的压敏胶胶水均为昆山石梅8249，其固化干燥的条件为130℃、0.5-3min，敏胶层的厚度均为20-25μm；
29.所使用的离型膜为pet单面硅离型膜；
30.所使用的pet基材的厂家为佛山杜邦，型号为ptd-6。
31.实施例1
32.一种锂离子电池用厚度溶胀胶带，由下至上依次包括：pet基材层、可溶胀基底层、压敏胶层、离型膜层，其中可溶胀基底层的原料同cn113604159a中的实施例1，但是省去其中的溶剂。
33.所述锂离子电池用厚度溶胀胶带的制备方法包括以下步骤：
34.(1)对pet基材的一面进行电晕处理，电晕值≥52达因；将可溶胀基底层的原料按照软化点的高低，即先加低软化点的原料聚三亚甲基碳酸酯，再加高软化点的原料聚丁二酸丁二醇酯，于150℃熔融搅拌2h，最后添加异氰酸酯固化剂搅拌均匀；然后将其涂布于电晕处理后的pet基材之上，冷却后，在pet基材的一面形成可溶胀基底层；
35.(2)在pet单面硅离型膜的离型面上涂布压敏胶胶水，经固化干燥后得到压敏胶层；
36.(3)对可溶胀基底层进行电晕处理，电晕值≥52达因，然后将其与压敏胶层复合、然后于50℃熟化48h，即可制备得到锂离子电池用厚度溶胀胶带。
37.实施例2
38.一种锂离子电池用厚度溶胀胶带，由下至上依次包括：带有离型层的pet基材、可溶胀基底层、压敏胶层，其中可溶胀基底层的原料同cn113604159a中的实施例4，但是省去其中的溶剂。
39.所述锂离子电池用厚度溶胀胶带的制备方法包括以下步骤：
40.(1)对带有离型层的pet基材的非离型面进行电晕处理，电晕值≥52达因；将可溶胀基底层的原料按照软化点的高低，即先加低软化点的原料聚三亚甲基碳酸酯，再加高软化点的原料聚丁二酸丁二醇酯，于150℃熔融搅拌2h，最后添加氨基树脂固化剂及对甲苯磺酸搅拌均匀；然后将其涂布于电晕处理后的pet基材之上，冷却后，在pet基材的一面形成可溶胀基底层；
41.(2)在pet单面硅离型膜的离型面上涂布压敏胶胶水，经固化干燥后得到压敏胶层；
42.(3)对可溶胀基底层进行电晕处理，电晕值≥52达因，然后将其与压敏胶层复合、然后于50℃熟化48h，然后除去pet单面硅离型膜，并对胶带进行收卷，收卷后压敏胶层与pet基材的离型层接触，即可制备得到锂离子电池用厚度溶胀胶带。
43.其他同实施例1，只是可溶胀基底层的原料配方同cn113604159a中的实施例4。
44.实施例3
45.其他同实施例1，只是可溶胀基底层的原料配方同cn113604159a中的实施例7。
46.实施例4
47.其他同实施例1，只是可溶胀基底层的原料配方同cn113604159a中的实施例8。
48.对比例1
49.一种锂离子电池溶胀胶带，由下至上依次包括：可溶胀基底层、第一压敏胶层，其中可溶胀基底层参照cn113604159a中的实施例1中的方法制备得到。
50.所述锂离子电池溶胀胶带的制备方法包括以下步骤：
51.(1)在pet单面硅离型膜的离型面上涂覆压敏胶胶水，经固化干燥后得到第一压敏胶层；
52.(2)对可溶胀基底层进行电晕处理，电晕值≥52达因，然后将其与第一压敏胶层复合，然后于50℃熟化48h，即可制备得到锂离子电池溶胀胶带。
53.对比例2
54.其他同对比例1，只是可溶胀基底层参照cn113604159a中的实施例4中的方法制备得到。
55.对比例3
56.其他同对比例1，只是可溶胀基底层参照cn113604159a中的实施例7中的方法制备得到。
57.对比例4
58.其他同对比例1，只是可溶胀基底层参照cn113604159a中的实施例8中的方法制备得到。
59.对上述各实施例及对比例中的胶带在不同温度电解液中的溶胀值进行测试。
60.总厚度的测试方法参照gb/t 7125-2014标准。
61.45℃溶胀的测试方法为：1)参照gb/t 7125-2014标准测试样品的总厚度h0；2)将测试样品裁切成50mm*50mm尺寸准备5片；3)将裁切好的胶带放入pe瓶中，倒入电解液没过样品，电解液使用安徽圣格能源科技有限公司的sg202c1，在45℃环境中烘烤36小时；4)之后取出样品后，将样品展平，用30cm钢尺测试样品的长a(mm)和宽b(mm)，同时参照gb/t 7125-2014标准测试电解液浸泡烘烤后样品的厚度h1；5)厚度方向的溶胀率＝h1/h0
×
100％、长度方向的溶胀率＝a/50
×
100％、宽度方向的溶胀率＝b/50
×
100％。
62.50℃溶胀的测试方法同45℃溶胀的测试方法，只是将步骤3)中的烘烤温度和时间改变为在50℃环境中烘烤96小时。
63.60℃溶胀的测试方法同45℃溶胀的测试方法，只是将步骤3)中的烘烤温度和时间改变为在60℃环境中烘烤48小时。
64.85℃溶胀的测试方法同45℃溶胀的测试方法，只是将步骤3)中的烘烤温度和时间改变为在85℃环境中烘烤4小时。
65.测试结果如表1所示。
66.表1
67.[0068][0069]
上述参照实施例对一种锂离子电池用厚度溶胀胶带及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。