一种锂电池用无基材热熔双面胶带及其制备方法与流程

本发明涉及一种锂电池用热熔双面胶带，尤其涉及一种用于锂电池中的无基材热熔双面胶带及其制备方法，属于胶黏剂技术领域。

背景技术：

锂离子电池是一种可充电电池，由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、自放电小、循环寿命长等优点，广泛应用于手机、笔记本等便携式领域。另由于锂离子电池中不含有重金属铬，与镍铬电池相比，大大减少了对环境的污染。

随着科学技术的发展，各个应用领域对锂电池的要求越来越高，特别是高能量密度、轻量化的趋势，而锂电池的抗跌落性能决定着锂电池的稳定性和安全性。现有的解决办法是用热熔胶黏带固定锂电池电芯和外包装铝塑膜的内表面，中国发明专利cn104610883公开了以聚对苯二甲酸乙酯为基材，涂覆合成橡胶苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(sis)、低分子量聚烯烃橡胶、石油树脂的橡胶型压敏胶，采用引发剂交联，制成的胶带存在以下几个缺点：(1)胶带总体较厚，一定程度上影响锂电池的能量密度；(2)使用聚对苯二甲酸乙二酯(pet)作为胶带基材，在一定的温度和压力下粘接后，两面胶黏剂的组成差别较大，因而会产生应力作用，同时pet基材的裁切易产生毛刺，有刺穿隔膜的风险，对电池性能和安全性有潜在的影响。

针对锂电池市场对热熔胶带越来越薄的需求，需要提供一款更薄，使用时应力更小的胶带产品，同时能够保证其粘接性，并且不影响锂电池的电性能。

技术实现要素：

本发明针对现有锂电池用热熔胶带存在的不足，提供一种锂电池用无基材热熔双面胶带及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种锂电池用无基材热熔双面胶带，其特征在于：包括自上而下依次排列的第一压敏胶层、第二胶黏剂层和第三双面离型膜；所述第一压敏胶层在常温下有粘性，用于粘结锂电池电芯的外表面，所述第二胶黏剂层在常温下低粘性，用于粘结电池外壳铝塑膜的内表面，所述第三双面离型膜用来防止上述双面胶带制成卷状时第一压敏胶层和第二胶黏剂层背面的粘接；

所述第一压敏胶层的厚度为7～15μm，按重量份计，包括如下组分：

所述第二胶黏剂层的厚度为3～10μm，按重量份计，包括如下组分：

其中，所述氢化石油树脂i是指软化点为90～125℃的氢化石油树脂，所述氢化石油树脂ⅱ是指软化点为125～140℃的氢化石油树脂。

进一步，所述氢化苯乙烯嵌段共聚物为氢化苯乙烯-聚异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(seps)、氢化苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)的一种或二者的复配，所述氢化苯乙烯-聚异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(seps)优选苯乙烯含量为20～30％，氢化苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)优选苯乙烯含量为30％～40％，均市售可得。

进一步，所述非晶态α-烯烃共聚物优选软化点为90～160℃，190℃熔融粘度为3000～10000mpas的共聚物，所述非晶态α-烯烃共聚物(apao)具有低voc，低气味，优异的韧性和弹性、良好的伸长率和可弯曲性等特点。

进一步，所述抗氧剂为抗氧剂irganox1010。

本发明提供的无基材热熔双面胶带的有益效果是：

(1)总厚度为10～25μm，厚度薄，可最大程度的提高锂电池的能量密度；

(2)不使用任何基材，且两层胶黏层的组成类似，可减少胶带粘接后产生的应力，不会产生基材裁切后产生的毛刺，无刺穿隔膜的风险，进而提高了电池的抗跌落性能；

(3)胶带所用材料不与电解液发生反应，不影响电池寿命，主要靠加热和加压对电池电芯和外包装铝塑膜进行粘结，对锂电池电芯和外壳铝塑膜内表面粘接力强。

上述锂电池用无基材热熔双面胶带的制备方法如下：

1)按重量份数称取第一压敏胶层和第二胶黏剂层的原料，分别用溶剂溶解，配制成固含量为20～30wt％的第一压敏胶层和第二胶黏剂层的溶液；

2)将第二胶黏剂层的溶液加入到转移式涂布机中，同时将双面离型膜放置于转移式涂布机的放卷单元，在双面离型膜的一侧涂布第二胶黏剂层，后经过烘道烘干，烘道的温度设置为80～110℃，烘干3～5min后收卷得半成品；

3)将第一压敏胶层的溶液加入到转移式涂布机中，同时将过程膜放入转移式涂布机的第一放卷单元，在过程膜的一侧涂布第一压敏胶层，后经过烘道烘干，烘道的温度设置为80～110℃，烘干3～5min；

4)最后将步骤2)收卷的半成品放入第二放卷单元，与步骤3)所得的涂布在过程膜上的第一压敏胶层于温度为80～100℃、压力0.5～0.6mpa下复合，收卷得成品。

附图说明

图1为本发明提供的无基材热熔双面胶带的整体结构示意图；

图1中，1、第一压敏胶层；2、第二胶黏剂层；3、第三双面离型膜。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

一种锂电池用无基材热熔双面胶带，包括自上而下依次排列的第一压敏胶层、第二胶黏剂层和第三双面离型膜；

所述第一压敏胶层的涂布厚度为15μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sebsg1654(kraton)45份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast408(evonik)5份，氢化石油树脂arkonp90(arakawa)49份，抗氧剂irganox10101份；

所述第二胶黏剂层的涂布厚度为10μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sebsg1654(kraton)40份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast408(evonik)40份，氢化石油树脂arkonp125(arakawa)19份，抗氧剂irganox10101份；

所述第三双面离型膜为厚度50μm的双面pet离型膜。

实施例2：

一种锂电池用无基材热熔双面胶带，包括自上而下依次排列的第一压敏胶层、第二胶黏剂层和第三双面离型膜；

所述第一压敏胶层的涂布厚度为12μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sebsg1650(kraton)47份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast308(evonik)5份，氢化石油树脂arkonp100(arakawa)47份，抗氧剂irganox10101份；

所述第二胶黏剂层的涂布厚度为8μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sebsg1650(kraton)42份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast308(evonik)42份，氢化石油树脂arkonp125(arakawa)15份，抗氧剂irganox10101份；

所述第三双面离型膜为厚度50μm的双面pet离型膜。

实施例3：

一种锂电池用无基材热熔双面胶带，包括自上而下依次排列的第一压敏胶层、第二胶黏剂层和第三双面离型膜；

所述第一压敏胶层的涂布厚度为10μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sepsg1657(kraton)45份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast508(evonik)15份，氢化石油树脂arkonp115(arakawa)39份，抗氧剂irganox10761份；

所述第二胶黏剂层的涂布厚度为5μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sepsg1657(kraton)42份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast508(evonik)42份，氢化石油树脂arkonp140(arakawa)15份，抗氧剂irganox10761份；

所述第三双面离型膜为厚度50μm的双面pet离型膜。

实施例4：

一种锂电池用无基材热熔双面胶带，包括自上而下依次排列的第一压敏胶层、第二胶黏剂层和第三双面离型膜；

所述第一压敏胶层的涂布厚度为7μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sepsg1730(kraton)份40份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast608(evonik)10份，氢化石油树脂arkonp125(arakawa)49份，抗氧剂dnp1份；

所述第二胶黏剂层的涂布厚度为3μm，按重量份计，包括如下组分：

氢化苯乙烯嵌段共聚物sepsg1730(kraton)35份，非晶态α-烯烃共聚物vestoplast508(evonik)45份，氢化石油树脂arkonp140(arakawa)19份，抗氧剂irganox10101份；

所述第三双面离型膜为厚度50μm的双面pet离型膜。

实施例1～4所述无基材热熔双面胶带的制备方法如下：

1)按重量份数称取第一压敏胶层和第二胶黏剂层的原料，分别用溶剂溶解，配制成固含量为20～30wt％的第一压敏胶层和第二胶黏剂层的溶液；

2)将第二胶黏剂层的溶液加入到转移式涂布机中，同时将双面离型膜放置于转移式涂布机的放卷单元，在双面离型膜的一侧涂布第二胶黏剂层，后经过烘道烘干，烘道的温度设置为80～110℃，烘干3～5min后收卷得半成品；

3)将第一压敏胶层的溶液加入到转移式涂布机中，同时将过程膜放入转移式涂布机的第一放卷单元，在过程膜的一侧涂布第一压敏胶层，后经过烘道烘干，烘道的温度设置为80～110℃，烘干3～5min；

4)最后将步骤2)收卷的半成品放入第二放卷单元，与步骤3)所得的涂布在过程膜上的第一压敏胶层于温度为80～100℃、压力0.5～0.6mpa下复合，收卷得成品。

对比例：

以中国发明专利cn104610883中的产品作为对比例，胶带从上而下依次为第一密封热熔压敏胶层、第二密封热熔压敏胶层、常温无粘性密封胶层和基材膜，第一密封热熔压敏胶层的厚度为20μm，包括以下质量百分比的原料：sisⅰ橡胶弹性体ⅰ20份，sis橡胶弹性体ⅱ15份，聚戊烯橡胶15份，聚乙烯橡胶15份，氢化石油树脂34.5份，过氧化苯甲酰0.5份。第二密封热熔压敏胶层的厚度为20μm，包括以下质量百分比的原料：sisⅰ橡胶弹性体ⅰ20份，sis橡胶弹性体ⅱ15份，聚戊烯橡胶15份，聚乙烯橡胶15份，氢化石油树脂34.5份，过氧化苯甲酰0.5份。常温无粘性密封胶层的厚度为20μm，包括以下质量百分比的原料：聚苯乙烯15份，聚丁二烯15份，sbs10份，氢化石油树脂8份，碳酸钙1.5份，甲苯50份，过氧化苯甲酰0.5份，基材膜为10μmpet。

我们对实施例1～4所得胶带以及对比例的产品进行了各项性能的测试，测试方法如下：

1)按照国家标准gb/t2792-2014所述方法进行压敏胶黏带的剥离强度测试；

2)热压后剥离强度测试：第一压敏胶层粘接铝箔、第二胶黏剂层粘接铝塑膜中流延聚丙烯(castpolypropylene)，简称cpp层，用大于10kg压力，80～90℃热压60min以上，冷却到常温后按照国家标准gb/t2792-2014所述方法进行剥离强度测试；

3)热压后浸泡电解液剥离强度测试：按照2)做好测试样件浸泡于锂电池电解液，电解液质量配比如下：ec/pc/dec/ep＝30/10/30/301mlipf6锂盐质量比按12.5％计算。80～90℃6h以上，冷却到常温后按照国家标准gb/t2792-2014所述方法进行剥离强度测试；

4)电解液浸泡颜色测试：浸泡电解液80～90℃6h以上，(胶带和电解液质量比例为1:20～100)观察电解液颜色变化。结果如表1所示：

表1：实施例1～4所得胶带和对比例产品的性能测试数据

从表1所示的结果可以看出，本发明提供的锂电池双面胶带对铝和cpp粘接性能较好，耐电解液腐蚀，且不与电解液起化学反应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。