一种增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池技术领域，具体涉及一种增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备 方法。
【背景技术】
[0002] 软包锂电池特点是综合液态锂电池的基本电化学性能以及聚合物锂电池的外形 包装上独特的优点，并采用与液态锂电池相似的液体电解液作为锂离子在正负极之间传输 的介质。软包锂电池与金属壳或塑壳电池相比，软包锂电池安全性能好、厚度薄、设计灵活、 成本更低，因而其受到国内外用户的青睐。同时，软包锂电池的突出优点是其制作过程简 单，成本低，成品率高。但软包锂电池外包铝塑膜硬度太差导致电池易变形，易出现凹点、褶 皱、划痕等外观不良，且铝塑膜容易破损，特别是在动力技术领域，铝塑膜硬度和韧性不够， 经不起长期振动和撞击而限制了软包锂电池在该领域的发展。中国专利申请102653656A 公开了一种提高软包电池的硬度和韧性的方法，其采用热塑性酚醛树脂、松香改性醇酸树 月旨、脲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛或醇溶性聚丙烯酸树脂溶于甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙 醇、丙二醇、正丁醇、异丁醇、1，4-丁二醇或己醇中，再喷涂在软包电池表面形成涂膜以提高 软包电池的硬度和韧性，然而该方案提高软包电池的硬度和韧性的效果还有待提高。
[0003] 中国专利CN1327540C公开了一种锂离子电池防护膜的制备方法，其将酚醛树脂、 环氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、氯丁橡胶、酚醛-氯丁橡胶、环氧-聚酯胺、 酚醛-聚乙烯醇缩醛等中的至少一种加入到去离子水、甲醇、苯、甲苯、丙酮、醋酸乙酯、正 已烷等中的至少一种中，再喷涂形成防护膜，但是该防护膜的耐腐蚀性能还有待提高，且该 防护膜的作用在于在软包装锂电池生产过程中保护电池表面，避免划伤，在电池组装完成 后即被撕掉，不能起到提高电池硬度和韧性的作用。
[0004] 因此，针对现有技术的不足，有必要研发一种增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜 制备方法，其方法制得的涂膜既能有效提高软包锂电池的硬度和韧性，还具备优异的耐腐 蚀性和抗水性。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种增强软包锂电池硬度和韧性的 涂膜制备方法，该制备方法简单，工艺稳定；制得的涂膜既能有效提高软包锂电池的硬度和 韧性，还具备优异的耐腐蚀性，同时抗水性好、防潮，有效保护软包锂电池，延长软包锂电池 使用寿命。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法，包括以下步骤： (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为800~1500rpm下搅拌3~6min，接着加入溶剂重 量0. 2~0. 3%的醇酸树脂、环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至55~65°C，搅拌20~40min， 然后加入溶剂重量1~1. 5%的消泡剂和溶剂重量1. 5~2. 0%的流平剂；停止加热，继续添加溶 剂以调整体系粘度为3000~10000cpS，然后搅拌10~30min得到涂膜液； (2)涂膜的制备：将步骤（1)中制得的涂膜液使用喷枪均匀喷涂在软包锂电池表面，在 常温下静置或在真空状态下80~90°C烘烤静置至涂膜液干燥，即在软包锂电池表面形成涂 膜。涂膜干燥静置时间根据喷涂的涂膜液厚度而定。
[0007] 进一步的，所述醇酸树脂、环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1:(1~1.6): (0. 2-0. 6)〇
[0008] 再进一步的，所述醇酸树脂、环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1 : 1.2 : 0.4。
[0009] 进一步的，所述环氧树脂为酚醛改性环氧树脂、脂环族环氧树脂或双酚A型环氧 树脂。
[0010] 进一步的，所述醇酸树脂为丙烯酸改性醇酸树脂或松香改性醇酸树脂。
[0011] 进一步的，所述溶剂为丙醇、丙酮、丁酮、醋酸乙酯和醋酸丁酯中的至少一种。
[0012] 再进一步的，所述溶剂为丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量 比为（8~12) : 1。
[0013] 进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚消泡剂或聚醚改性硅油消泡剂。
[0014] 进一步的，所述流平剂为二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或丙烯酸树脂。
[0015] 本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法以丙醇、丙酮、丁酮、醋酸乙酯 和醋酸丁酯中的至少一种作为溶剂，在溶剂中加入醇酸树脂、环氧树脂和聚醚醚酮的组合 物，在55~65°C，该组合物在溶剂作用下进一步相溶，交联结合，然后喷涂在软包电池的外表 面上形成一层结构稳定、性能优异的涂膜。本发明涂膜液不会损害电池表面，也不会与电池 表面发生反应，形成涂膜后具备优异的化学稳定性，也有效提高了软包锂电池的硬度和韧 性。
[0016]总之，与现有技术相比，本发明的优势在于： (1)本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法原料成本低，操作方法简单，工 艺稳定，可推广应用。
[0017] (2)本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法制得的涂膜耐磨性与耐冲 击性优异，具有优异的化学稳定性和强附着力，在电解质作用下不会发生溶解、膨胀、脱落 等现象。喷涂有本发明所述涂膜的软包锂电池硬度更高、韧性更好，可防止其表面出现划 痕、褶皱、凹点等外观不良现象；同时本发明所述涂膜紧密性强，吸水率低，抗水性强，密封 性好、防潮，有效保护软包锂电池，延长软包锂电池使用寿命；此外，本发明方法可提高软包 锂电池抗振动、撞击的能力，表现出更高的安全性能。
【具体实施方式】
[0018] 以下通过【具体实施方式】进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在 本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明增强软包锂电池硬 度和韧性的涂膜制备方法进行适当改进、替换功效相同的组分，对于本领域技术人员来说 是显而易见的，它们都被视为包括在本发明的范围之内。
[0019] 实施例1、本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法 (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为lOOOrpm下搅拌5min，接着加入溶剂重量 0. 25%的丙烯酸改性醇酸树脂、酚醛改性环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至60°C，搅拌 30min，然后加入溶剂重量1%的聚二甲基硅氧烷和溶剂重量1. 5%的聚醚聚酯改性有机硅氧 烷；停止加热，继续添加溶剂以调整体系粘度为5000cpS，然后搅拌20min得到涂膜液； 所述溶剂为丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量比为10 : 1; 所述丙烯酸改性醇酸树脂、酚醛改性环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1 : 1.2 : 0.4。
[0020] (2)涂膜的制备：将步骤（1)中制得的涂膜液使用喷枪均匀喷涂在软包锂电池表 面，在常温下静置至涂膜液干燥，即在软包锂电池表面形成涂膜。
[0021] 实施例2、本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法 (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为1500rpm下搅拌4min，接着加入溶剂重量0. 2% 的松香改性醇酸树脂、脂环族环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至55°C，搅拌20min，然 后加入溶剂重量1. 5%的聚醚改性硅油消泡剂和溶剂重量2. 0%的二丙酮醇；停止加热，继续 添加溶剂以调整体系粘度为lOOOOcps，然后搅拌lOmin得到涂膜液； 所述溶剂为丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量比为8 : 1; 所述松香改性醇酸树脂、脂环族环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1 : 1.6: 0.6。
[0022] (2)涂膜的制备：将步骤（1)中制得的涂膜液使用喷枪均匀喷涂在软包锂电池表 面，在常温下静置至涂膜液干燥，即在软包锂电池表面形成涂膜。
[0023] 实施例3、本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法 (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为800rpm下搅拌6min，接着加入溶剂重量0. 3% 的丙烯酸改性醇酸树脂、双酚A型环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至65°C，搅拌40min， 然后加入溶剂重量1%的聚醚消泡剂和溶剂重量2. 0%的丙烯酸树脂；停止加热，继续添加溶 剂以调整体系粘度为3000cpS，然后搅拌30min得到涂膜液； 所述溶剂为丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量比为12 : 1; 所述丙烯酸改性醇酸树脂、双酚A型环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1 : 1 : 0.2。
[0024] (2)涂膜的制备：将步骤（1)中制得的涂膜液使用喷枪均匀喷涂在软包锂电池表 面，在真空状态下80°C烘烤静置至涂膜液干燥，即在软包锂电池表面形成涂膜。
[0025] 实施例4、本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法 (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为1200rpm下搅拌5min，接着加入溶剂重量0. 3% 的丙烯酸改性醇酸树脂、脂环族环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至60°C，搅拌40min， 然后加入溶剂重量1. 5%的聚二甲基硅氧烷和溶剂重量1. 5%的二丙酮醇；停止加热，继续添 加溶剂以调整体系粘度为8000cpS，然后搅拌20min得到涂膜液； 所述溶剂为丙酮和乙醇的混合物，所述丙酮和丙醇的重量比为10 : 1; 所述丙烯酸改性醇酸树脂、脂环族环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1 : 1.2 : 0.4。
[0026] (2)涂膜的制备：将步骤（1)中制得的涂膜液使用喷枪均匀喷涂在软包锂电池表 面，在真空状态下85°C烘烤静置至涂膜液干燥，即在软包锂电池表面形成涂膜。
[0027] 实施例5、本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法 (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为lOOOrpm下搅拌5min，接着加入溶剂重量 0. 25%的丙烯酸改性醇酸树脂、酚醛改性环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至55°C，搅拌 30min，然后加入溶剂重量1%的聚二甲基硅氧烷和溶剂重量1. 5%的聚醚聚酯改性有机硅氧 烷；停止加热，继续添加溶剂以调整体系粘度为5000cpS，然后搅拌20min得到涂膜液； 所述溶剂为丙酮； 所述丙烯酸改性醇酸树脂、酚醛改性环氧树脂和聚醚醚酮的重量比为1 : 1.2 : 0.4。
[0028] (2)涂膜的制备：将步骤（1)中制得的涂膜液使用喷枪均匀喷涂在软包锂电池表 面，在常温下静置至涂膜液干燥，即在软包锂电池表面形成涂膜。
[0029] 实施例6、本发明增强软包锂电池硬度和韧性的涂膜制备方法 (1)涂膜液的制备：将溶剂在搅拌速度为1400rpm下搅拌3min，接着加入溶剂重量0. 2% 的松香改性醇酸树脂、双酚A型环氧树脂和聚醚醚酮的组合物，加热至65°C，搅