一种软包锂电池的整边工艺的制作方法

文档序号:12778082阅读:256来源:国知局

本发明涉及软包锂电池组装技术领域,具体涉及一种软包锂电池的整边工艺。



背景技术:

现有技术中,锂电池具有无污染、容量高、循环寿命长等优点,是一种重要的能源产品,但三星note7的电池爆炸,也警醒了消费者和厂家,锂电池的安全性能不容忽视。

而软包锂电池生产中的重要一环在于使用胶带固定软包锂电池的封边,因此采用阻燃性的胶带必然能够提高锂电池的安全性能,有效防范电池自然的安全隐患。但现有的锂电池胶带一般采用的是普通的黄胶带,并不具备阻燃性,而且粘结性能也不足,导致封边不稳固,气袋容易被晃动而产生多余气体,降低软包锂电池的性能以及寿命。

再者,一旦发生电解液泄露,普通的黄胶基本一接触电解液便失去粘性,导致封边不稳而电解液泄露速度更快。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足,提供一种能提高软包锂电池安全性能的软包锂电池的整边工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现:

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 46-74份

甲基丙烯酸甲酯 10-20份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 30-35份

丙烯酸月桂酸酯 34-43份

丙烯酸丁酯 5-10份

松香季戊四醇酯 3-10份

交联剂 1-2份

正十二烷基醇硫 0.1-1份

引发剂 0.1-1份

阻燃剂 1-3份

有机溶剂 100-200份。

在本申请配方中,利用丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酸酯、丙烯酸丁酯在引发剂的作用下进行自由基聚合形成丙烯酸共聚物,辅以交联剂以及正十二烷基醇硫调节丙烯酸共聚物的内聚力和粘结力,从而形成具有三向网络结构的共聚物,并能有效抵挡电解液的浸润腐蚀,在电解液中保持长效的粘结力的同时,也基本无杂质溶出;并且由于该网络结构的特性,阻燃剂能够均匀分散,避免其发生团聚现象,也不会被电解液析出,既提高共聚物的阻燃性能,也保持了共聚物的粘结性能。

优选地,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 57-63份

甲基丙烯酸甲酯 13-17份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 31-34份

丙烯酸月桂酸酯 36-39份

丙烯酸丁酯 7-8份

松香季戊四醇酯 6-7份

交联剂 1-2份

正十二烷基醇硫 0.2-0.4份

引发剂 0.1-0.3份

阻燃剂 1-1.5份

有机溶剂 100份。

本申请的交联剂可以为市售常用的交联剂,如多异氰酸酯类交联剂、多胺类交联剂、多元醇类交联剂、氮丙啶类交联剂、丙烯酸酯类交联剂、金属有机化合物等,优选地,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比1:1-3:1的比例组成。交联剂的选用与组合对于丙烯酸共聚物的网络结构的形成有着决定性的作用,对于本申请的丙烯酸单体组合体系,由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比1:1-3:1的比例组成的交联剂能够比单一的交联剂更能提高本申请的阻燃胶带的粘结能力和持粘能力。

更进一步地,所述交联剂与正十二烷基醇硫的重量比为10:1。本申请的交联剂和正十二烷基醇硫相辅相成,起到调节丙烯酸共聚物的内聚力和粘性,交联剂与正十二烷基醇硫的重量比大于10:1时,阻燃丙烯酸粘胶层硬度较大,对于锂电池精密的加工要求难以灵活适应,重量比小于10:1时,在电解液中的持粘能力明显下降,因此优选比例为10:1。

其中,引发剂可以直接影响丙烯酸单体的聚合反应过程能否顺利进行,也会影响聚合反应速率,优选地,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比1-3:1-3的比例组成。

其中,所述阻燃剂为六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈中的至少一种。本申请并未采用复合型的阻燃剂,例如磷氮膨胀型阻燃剂,因为除了考虑阻燃性能的提升,还需考虑阻燃剂在丙烯酸共聚物中是否会容易析出对电解液造成污染,也需考虑采用的阻燃剂是否容易发生团聚现象而降低本申请阻燃胶带的粘性。本申请采用的六苯氧基烷环三磷腈和/或六苯胺基环三磷腈,在本申请的丙烯酸共聚物体系中,具有优良的相容性,既不会影响丙烯酸共聚物的粘性,也基本不会被电解液析出,进一步优选地,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比2:1的比例组成,能够提高阻燃胶带的粘接能力和持粘能力。

其中,所述有机溶剂为甲苯、二甲苯和乙酸乙酯中的至少一种。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和50wt%-70wt%的有机溶剂混合加热至80-90℃,充分反应后降温至30-40℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

本发明的有益效果:1、本发明通过利用带有阻燃性的阻燃胶带替代传统黄胶带,提高了锂电池的阻燃性能,从而提高软包锂电池的安全性;2、本发明通过对阻燃胶带的配方进行组合改进,提高阻燃胶带的粘结性能和耐受电解液腐蚀的性能。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 60份

甲基丙烯酸甲酯 15份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 32.5份

丙烯酸月桂酸酯 38.5份

丙烯酸丁酯 7.5份

松香季戊四醇酯 6.5份

交联剂 1.5份

正十二烷基醇硫 0.15份

引发剂 0.5份

阻燃剂 2份

有机溶剂 150份。

其中,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比2:1的比例组成。

其中,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比1:1的比例组成。

其中,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比2:1的比例组成。

其中,所述有机溶剂为乙酸乙酯。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和60wt%的有机溶剂混合加热至85℃,充分反应后降温至35℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

实施例2

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 63份

甲基丙烯酸甲酯 17份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 34份

丙烯酸月桂酸酯 39份

丙烯酸丁酯 8份

松香季戊四醇酯 7份

交联剂 2份

正十二烷基醇硫 0.4份

引发剂 0.3份

阻燃剂 1.5份

有机溶剂 100份。

其中,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比3:1的比例组成。

其中,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比2:3的比例组成。

其中,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比3:1的比例组成。

其中,所述有机溶剂为二甲苯。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和70wt%的有机溶剂混合加热至90℃,充分反应后降温至40℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

实施例3

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 57份

甲基丙烯酸甲酯 13份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 31份

丙烯酸月桂酸酯 36份

丙烯酸丁酯 7份

松香季戊四醇酯 6份

交联剂 1份

正十二烷基醇硫 0.2份

引发剂 0.1份

阻燃剂 1份

有机溶剂 100份。

其中,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比1:1的比例组成。

其中,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比2:1的比例组成。

其中,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比1:1的比例组成。

其中,所述有机溶剂为甲苯。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和50wt%的有机溶剂混合加热至80℃,充分反应后降温至30℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

实施例4

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 62份

甲基丙烯酸甲酯 14份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 33份

丙烯酸月桂酸酯 38份

丙烯酸丁酯 7份

松香季戊四醇酯 7份

交联剂 2份

正十二烷基醇硫 0.2份

引发剂 0.15份

阻燃剂 1.25份

有机溶剂 100份。

其中,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比2:1的比例组成。

其中,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比3:1的比例组成。

其中,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比2:1的比例组成。

其中,所述有机溶剂为甲苯、二甲苯按重量比1:1组成的混合溶剂。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和65wt%的有机溶剂混合加热至83℃,充分反应后降温至33℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

实施例5

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 74份

甲基丙烯酸甲酯 20份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 35份

丙烯酸月桂酸酯 43份

丙烯酸丁酯 10份

松香季戊四醇酯 10份

交联剂 2份

正十二烷基醇硫 1份

引发剂 1份

阻燃剂 3份

有机溶剂 200份。

其中,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比2:1的比例组成。

其中,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比1:1的比例组成。

其中,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比2:1的比例组成。

其中,所述有机溶剂为乙酸乙酯。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和60wt%的有机溶剂混合加热至85℃,充分反应后降温至35℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

实施例6

一种软包锂电池的整边工艺,包括如下步骤:(1)制芯:将正极浆料和负极浆料分别涂布在正极片和负极片上,并进行烘干、辊压、裁剪、焊接极耳、卷绕成电芯;(2)预封:将卷芯放入铝塑膜内进行封装,并预留气袋,注入电解液,抽气,封口;(3)整边:将预封后的铝塑膜裁剪多余的气袋边,将剩余的气袋边进行折边并贴合电芯,最后用阻燃胶带进行固定;其中,所述阻燃胶带由PET基材和涂布在PET基材的阻燃丙烯酸粘胶层组成。

其中,所述阻燃丙烯酸粘胶层由如下重量份数的原料制成:

丙烯酸异辛酯 46份

甲基丙烯酸甲酯 10份

甲基丙烯酸-2-羟乙酯 30份

丙烯酸月桂酸酯 34份

丙烯酸丁酯 5份

松香季戊四醇酯 3份

交联剂 1份

正十二烷基醇硫 0.1份

引发剂 0.1份

阻燃剂 1份

有机溶剂 100份。

其中,所述交联剂由甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙酸丙酮铝按重量比1:1-3:1的比例组成。

其中,所述引发剂由偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈按重量比1-3:1-3的比例组成。

其中,所述阻燃剂由六苯氧基烷环三磷腈和六苯胺基环三磷腈按重量比2:1的比例组成。

其中,所述有机溶剂为甲苯、二甲苯和乙酸乙酯中的至少一种。

其中,所述阻燃胶带的制备方法为:所述将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯、引发剂、交联剂、正十二烷基醇硫、阻燃剂和50wt%-70wt%的有机溶剂混合加热至80-90℃,充分反应后降温至30-40℃,加入松香季戊四醇酯和剩余有机溶剂,并搅拌均匀,得到阻燃丙烯酸粘胶,将所述阻燃丙烯酸粘胶涂布在所述PET基材上,即得到所述阻燃胶带。

对实施例1-6的阻燃胶带进行性能测试。测试指标以及相应测试条件如下:

①常规粘着力。测试方法如下:测试温度为23±2℃,相对湿度为60-70%,将宽幅为20mm阻燃胶带用轻微指压将胶条贴于清洁的铝板上,用2Kg的压辊以10m/min的速度来回压3次,放置20min或24h,然后以300m/min 的剥离速度和180°的剥离角度对阻燃胶带进行剥离,记录剥离力并计算平均值。

②电解液粘着力。测试方法如下:测试温度为23±2℃,相对湿度为60-70%,将宽幅为20mm阻燃胶带用轻微指压将胶条贴于清洁的铝板上,用2Kg的压辊以10m/min的速度来回压3次,放置24h,将铝板浸泡在电解液内10min,然后以300m/min 的剥离速度和180°的剥离角度对阻燃胶带进行剥离,记录剥离力并计算平均值。

③常规保持力。测试方法如下:测试温度为23±2℃,相对湿度为60-70%,将阻燃胶带用轻微指压将胶条贴于清洁的铝板上,贴合面积为20mmX20mm,并用2Kg的压辊以10m/min的速度来回压3次,放置20min,将铝板竖直,阻燃胶带的最下端挂上1Kg的砝码,荷重1h,记录砝码的下落距离。

④电解液保持力。测试方法如下:测试温度为23±2℃,相对湿度为60-70%,将阻燃胶带用轻微指压将胶条贴于清洁的铝板上,贴合面积为20mmX20mm,并用2Kg的压辊以10m/min的速度来回压3次,放置20min,将铝板浸泡在电解液内10min,将铝板竖直,阻燃胶带的最下端挂上1Kg的砝码,荷重1h,记录砝码的下落距离。

⑤阻燃性。常规阻燃等级测试方法。

由上表可以看出,本申请的阻燃胶带具有优良的粘结力和保持力,即使被电解液浸泡处理后,性能下降也十分的有限,而且阻燃性能优异,运用在本申请的工艺中能够使软包锂电池的安全性能得以提升。

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,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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