改性胶带的制造方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置与流程

1.本技术涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种改性胶带、改性胶带的制造方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。


背景技术：

2.近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于二次电池取得了极大的发展，因此对其安全性能、特别是将其组装成电池包，装配于相应的用电装置时的安全性能提出了更高的要求。二次电池外壳通常为铝壳或钢壳，在其组装成电池模组的过程中，为保证绝缘性，需要在电池壳体表面包裹绝缘层，通常使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜，然后在pet膜的二次电池大面和侧面涂布胶粘剂，用来连接隔热垫和模组侧板。
3.但是常规的pet膜中，pet的分子链刚性大、结晶能力强，与大多数聚合物相容性差，造成pet膜与结构胶在长时间冲击和振动影响下连接失效、不耐高温等，影响电池模组的安全性。因此，现有的胶粘剂仍有待改进。


技术实现要素：

4.发明所要解决的技术问题
5.本技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种改性胶带及其制造方法，可使该改性胶带能够吸收振动、冲击，在长时间振动作用后仍具有较高的粘接力，从而确保电池模组的安全性。
6.用于解决问题的技术方案
7.为了达到上述目的，本技术提供了一种改性胶带的制造方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。
8.本技术的第一方面还提供一种改性胶带的制造方法，包括：
9.步骤s1：常温下将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜完全浸泡在清洗剂中，处理一段时间，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，干燥后得到a膜；
10.步骤s2：将羟基化试剂均匀涂布在所述a膜的两面进行羟基化反应，使用去离子水冲洗至所述a膜表面的ph大致中性，干燥后得到b膜；
11.步骤s3：将所述b膜的第一表面浸入硅烷偶联剂与溶剂a的混合液中，常温反应后取出，清洗、减压干燥；
12.步骤s4：将有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂b和固化剂混合，然后将得到的混合剂均匀涂布在所述b膜的位于第一表面相反侧的第二表面，得到所述改性胶带。
13.由此，虽然机理尚不十分清楚，但推测是通过上述本技术的改性胶带的制造方法，能够使改性胶带的第一表面接枝上硅氧烷基，从而提高改性胶带对二次电池的金属外壳的
粘接力和耐高温的性能；改性胶带位于第一表面相反侧的第二表面接枝上有机超分子，从而改善了第二表面的交联度，并提高了弹性，进而提高了改性胶带的耐振动、冲击的性能。
14.需要说明的是，有机超分子是指，两种及两种以上的分子通过分子间相互作用结合在一起，形成复杂、有组织的聚集体。在有机超分子中，分子间主要通过分子间作用力产生结合作用，同时一些特定的超分子还具有位阻、滑移、弹性等特性。
15.在任意实施方式中，所述步骤s1中，所述清洗剂为无水乙醇、乙酸乙酯或甲酸甲酯中的一种或几种；和/或，所述清洗时间为10～20分钟。由此，从将pet膜表面清洁干净的角度出发，选取上述试剂作为清洗剂。
16.在任意实施方式中，所述步骤s2中，所述羟基化试剂种类为1mol/l naoh溶液、1mol/l koh溶液、98重量％h2so4水溶液、食人鱼溶液、10重量％feso
4-30重量％h2o2水溶液、25重量％k2mno4水溶液中的一种或几种，可选地，食人鱼溶液；所述羟基化时间为10～20分钟，可选地，15分钟；所述羟基化温度为15～60℃，可选地，25℃。由此，经过上述的羟基化处理后，pet膜具有较好的亲水性，有利于后续接枝硅氧烷基和有机超分子。
17.在任意实施方式中，所述食人鱼溶液中98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为3:1～7:1，可选地，5:1。由此，所述食人鱼溶液在上述范围内时，提高了pet膜的羟基化程度。
18.在任意实施方式中，所述步骤s3中，按照所述硅烷偶联剂与所述溶剂a的总量为100质量份计，所述硅烷偶联剂5.7～17.1份；所述溶剂a 82.9～94.3份。由此，所述硅烷偶联剂和所述溶剂a在上述范围内时，硅烷偶联剂能充分溶解在溶剂a中形成均匀溶液，pet膜的表面能均匀充分的接枝上硅氧烷基。
19.在任意实施方式中，所述步骤s3中，所述硅烷偶联剂可以为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述溶剂a为乙酸乙酯、甲酸甲酯、乙醇、甲苯中的一种或几种，可选地，甲苯。
20.由此，本技术选取的硅烷偶联剂的极性官能团对有机物具有良好的反应活性，硅烷偶联剂的硅烷氧基对金属表面具有良好的反应活性。硅烷偶联剂能够充分溶解于溶剂a中，且硅烷偶联剂能够与pet膜表面的羟基充分接枝，加强了改性胶带与二次电池的金属外壳之间的粘接力和耐高温性能。
21.在任意实施方式中，所述步骤s4中，按照有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂b以及固化剂的总量为100质量份计，所述有机超分子化合物为15～20份，所述胶粘剂为30～40份，所述溶剂b为30～50份和所述固化剂为1～5份。
22.由此，所述有机超分子化合物、所述胶粘剂、所述溶剂b、所述固化剂在上述范围内时，改性胶带的第二表面充分、均匀的接枝了有机超分子且改善了其交联度，提高了改性胶带的弹性和粘接力，进而提高了改性胶带的耐振动、冲击性能。
23.在任意实施方式中，所述步骤s4中，所述有机超分子化合物可以为环糊精、杯芳烃中的一种或几种；和/或，所述胶粘剂可以为聚丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、聚酰亚胺中的一种或几种；和/或，所述溶剂b为乙酸乙酯、甲酸甲酯、乙醇、甲苯中的一种或几种，可选地甲苯；和/或，所述固化剂为异氰酸酯、二异氰酸酯和多异氰酸酯中的一种或几种。
24.由此，如上所述的有机超分子化合物与所述胶粘剂和所述固化剂配合使用，能够
良好地发挥三者协同作用，改善了第二表面的交联度，提高了弹性，进而充分提高了改性胶带的耐冲击、振动性能。
25.在任意实施方式中，所述步骤s4中，所述混合剂的涂布厚度为40～60μm。由此，所述混合剂的涂布厚度在上述范围内时，有利于电池模组的装配。
26.本技术的第二方面提供一种二次电池，包括本技术第一方面的方法制备的改性胶带。
27.本技术的第三方面提供一种电池模块，包括本技术的第二方面的二次电池。
28.本技术的第四方面提供一种电池包，包括本技术的第三方面的电池模块。
29.本技术的第五方面提供一种用电装置，包括选自本技术的第二方面的二次电池、本技术的第三方面的电池模块或本技术的第四方面的电池包中的至少一种。
30.发明效果
31.本技术提供了一种改性胶带的制造方法、二次电池、电池模块、电池包、用电装置。虽然机理尚不十分清楚，但推测是以pet膜为基材，在对其进行羟基化处理后，在第一表面接枝硅氧烷基，接枝的硅氧烷基能与金属界面通过氢键产生结合作用，因此，改性胶带的第一表面与二次电池的金属外壳进行粘接；在第二表面接枝有机超分子，有机超分子接枝在pet膜表面，与胶粘剂产生交联作用，能够改善pet膜、胶粘剂的受力状态，提高其粘接性，因此，改性胶带的第二表面与塑料件粘接，特别地，与隔热垫或模组侧板的粘接，同时，使用该改性胶带粘接的电池模组，在振动、冲击能作用下，改性胶带表现出优异的弹性性能，能够耐受长时间的振动、冲击。
附图说明
32.图1是本技术的改性胶带的示意图。
33.图2是本技术实施例1步骤s2后的改性胶带傅里叶红外光谱(ftir)图。
34.图3是本技术实施例1步骤s3后的改性胶带的傅里叶红外光谱(ftir)图。
35.图4是本技术实施例1步骤s3后的改性胶带混合氧化铝粉末的傅里叶红外光谱(ftir)图。
36.图5是本技术实施例1步骤s4后的改性胶带的傅里叶红外光谱(ftir)图。
37.图6是本技术一实施方式的二次电池的示意图。
38.图7是图5所示的本技术一实施方式的二次电池的分解图。
39.图8是本技术一实施方式的电池模块的示意图。
40.图9是本技术一实施方式的电池模块的分解图
41.图10是本技术一实施方式的电池包的示意图。
42.图11是图10所示的本技术一实施方式的电池包的分解图。
43.图12是本技术一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图。
44.附图标记说明：
45.1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；41侧板；42端板；43大面；44侧面；51壳体；52电极组件；53顶盖组件
具体实施方式
46.以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本技术的改性胶带的制造方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本技术而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
47.本技术所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本技术中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
48.如果没有特别的说明，本技术的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
49.如果没有特别的说明，本技术的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
50.如果没有特别的说明，本技术的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
51.如果没有特别的说明，本技术所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
52.如果没有特别的说明，在本技术中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“a或b”表示“a，b，或a和b两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“a或b”：a为真(或存在)并且b为假(或不存在)；a为假(或不存在)而b为真(或存在)；或a和b都为真(或存在)。
53.改性胶带的制造方法
54.本技术的一个实施方式中，本技术的第一方面提供一种改性胶带的制造方法，包括：
55.步骤s1：常温下将聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜完全浸泡在清洗剂中，处理一段时间，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，干燥后得到a膜；
56.步骤s2：将羟基化试剂均匀涂布在所述a膜的两面进行羟基化反应，使用去离子水冲洗至所述a膜表面的ph大致中性，干燥后得到b膜；
57.步骤s3：将所述b膜的第一表面浸入硅烷偶联剂与溶剂a的混合液中，常温反应后
取出，清洗、减压干燥；
58.步骤s4：将有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂b和固化剂混合，然后将得到的混合剂均匀涂布在所述b膜的位于第一表面相反侧的第二表面，得到所述改性胶带。
59.参见图1，改性胶带包括第一表面和第二表面。虽然机理尚不明确但本技术人意外的发现：通过上述本技术的改性胶带的制造方法，能够使改性胶带的第一表面接枝硅氧烷基，从而提高改性胶带对二次电池的金属外壳的粘接力和耐高温的性能；改性胶带的第二表面接枝有机超分子，通过与胶粘剂交联反应，使其具有良好的粘接性，同时由于有机超分子化合物具有微观空腔结构，其通过分子间作用力产生交互作用，因此能够吸收振动冲击，在长时间振动作用后仍具有较高的粘接力。
60.需要说明的是，有机超分子指，两种及两种以上的分子通过分子间相互作用结合在一起，形成复杂、有组织的聚集体。在有机超分子中，其分子间主要通过分子间作用力产生结合作用，同时一些特定的超分子还具有位阻、滑移、弹性等特性。
61.在一些实施方式中，所述步骤s1中，所述清洗剂为无水乙醇、乙酸乙酯或甲酸甲酯中的一种或几种；和/或，所述清洗时间为10～20分钟。由此，从将pet膜表面清洁干净的角度出发，选取上述试剂作为清洗剂。
62.在一些实施方式中，所述步骤s2中，所述羟基化试剂种类为1mol/l naoh溶液、1mol/l koh溶液、98重量％h2so4水溶液、食人鱼溶液、10重量％feso
4-30重量％h2o2水溶液、25重量％k2mno4水溶液中的一种或几种，可选地，食人鱼溶液；所述羟基化时间为10～20分钟，可选地，15分钟；所述羟基化温度为15～60℃，可选地，25℃。
63.参见图2，本技术实施例1步骤s2后，改性胶带在3200～3600cm-1
处出现明显的羟基振动的吸收峰，在2900cm-1
左右处出现的吸收峰是由于pet分子的端羟基与端羧基作用产生的氢键作用造成的；在700～1800cm-1
指纹区羟基化样品的吸收峰强于未羟基化样品的，这说明羟基成功接枝在pet分子端部、分子链上，造成pet分子的酯基吸收峰、苯环吸收峰增强。pet膜经过上述的羟基化试剂处理后，pet膜表面引入了羟基，提高膜表面的反应活性和亲水性，有利于后续接枝硅氧烷基和有机超分子，从而提高改性胶带的粘接力、弹性和耐高温性能。
64.所述食人鱼溶液中98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为3:1～7:1，可选地，5:1。
65.虽然酸性羟基化试剂和酸性羟基化试剂都能在pet膜表面引入羟基，但pet膜在碱性条件下会发生水解，影响其作为基材的机械强度。因此，在酸性条件下，对pet膜进行羟基化处理，不仅可以提高pet膜表面的反应活性，同时还能保持pet膜基材的自身结构。所述食人鱼溶液在上述范围内时，pet膜具有良好的羟基化程度。
66.在一些实施方式中，所述步骤s3中，按照所述硅烷偶联剂与所述溶剂a的总量为100质量份计，所述硅烷偶联剂为5.7～17.1份；所述溶剂为82.9～94.3份。
67.参见图3，本技术实施例1步骤s3后，改性胶带在1750cm-1
、1300～1500cm-1
处对应的酯基吸收振动峰减弱，1200～1250cm-1
处的硅氧基吸收振动峰增强，表明硅烷偶联剂的硅氧烷基接枝在pet分子的酯基上。由此，所述硅烷偶联剂和所述溶剂a在上述范围内时，硅烷偶联剂能充分溶解在溶剂a中形成均匀溶液，pet膜的第一表面能均匀充分的接枝硅氧烷基。
68.在一些实施方式中，所述步骤s3中，所述硅烷偶联剂可以为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述溶剂a为乙酸乙酯、甲酸甲酯、乙醇、甲苯中的一种或几种，可选地，甲苯。
69.参见图4，本技术实施例1步骤s3后，改性胶带在3600cm-1
处出现了吸收振动峰羟基的振动峰，其中，加了氧化铝粉末的样品的羟基振动峰在2800～3000cm-1
处出现，该处吸收峰的形成是由于分子间氢键的作用使羟基振动峰向低波数位移，表明pet膜上接枝的硅氧烷基与氧化铝之间有氢键作用。所述硅烷偶联剂的通式为y-r-si(or)3，其中y为极性官能团，与羟基化处理后的pet膜基材有化学键合作用；-(sior)3为硅烷氧基，对金属表面具有反应活性，与二次电池的铝壳或钢壳发生反应，通过氢键结合在一起。所述硅烷偶联剂可以充分溶解于所述溶剂a中，硅烷偶联剂可以与pet膜表面的羟基充分接枝，加强了改性胶带与二次电池金属外壳之间的粘接力和耐高温性能。
70.在一些实施方式中，所述步骤s4中，按照有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂b以及固化剂的总量为100质量份计，所述有机超分子化合物为15～20份，所述胶粘剂为30～40份，所述溶剂b为30～50份和所述固化剂为1～5份。
71.参见图5，本技术实施例1步骤s4后，改性胶带的酯基振动峰明显减弱，表明异氰酸酯接枝在酯基上；2600～3600cm-1
出现羟基振动峰与弥散的氢键作用吸收峰，这是由于有机超分子(此时有机超分子为环糊精)上有大量的羟基，其产生分子间和分子中氢键，形成弥散的氢键作用吸收峰，600～1400cm-1
处出现连续的吸收峰对应于环糊精分子中-ch2、-c-o-c-和-nh2基团吸收振动峰。由此，所述有机超分子化合物、所述胶粘剂、所述溶剂b、所述固化剂在上述范围内时，改性胶带的第二表面充分、均匀的接枝了有机超分子且改善了交联度，提高了改性胶带的弹性和粘接力，进而提高了改性胶带的耐振动、冲击性能。
72.在一些实施方式中，所述步骤s4中，所述有机超分子化合物可以为环糊精、杯芳烃中的一种或几种；和/或，所述胶粘剂可以为聚丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、聚酰亚胺中的一种或几种；和/或，所述溶剂b为乙酸乙酯、甲酸甲酯、乙醇、甲苯中的一种或几种，可选地甲苯；和/或，所述固化剂为异氰酸酯、二异氰酸酯和多异氰酸酯中的一种或几种。
73.固化剂、胶粘剂与环状或杯状的有机超分子发生交联反应，从而将有机超分子、胶粘剂和pet膜连接在一起。所述有机超分子化合物与所述胶粘剂和所固化剂配合使用，能够发挥三者协同作用，改善了表面的交联度，提高了弹性，进而充分提高了改性胶带的耐冲击、振动性能。
74.在一些实施方式中，所述步骤s4中，所述混合剂的涂布厚度为40～60μm。所述混合剂的涂布厚度在上述范围内时，有利于电池模组的装配。
75.另外，本技术中傅里叶红外光谱测试，采用is10型红外光谱仪(制造商：thermo fisher)，如下：
76.1、羟基化处理前后表征：分别取实施例1中的步骤s2后的改性胶带和空白pet膜各0.5g，制成样品，测试ftir数据进行对比。
77.2、第一表面表征：分别取实施例1中的步骤s2后的改性胶带和步骤s3后的改性胶带各0.5g，制成样品，测试ftir数据进行对比。
78.3、第一表面与铝壳表面氢键作用表征：取实施例1中步骤s3后的改性胶带0.5g，制
成样品，在样品胶带中均匀添加50mg的氧化铝粉末，然后测试ftir数据进行对比。
79.4、第二表面表征：分别取实施例1中的步骤s2后的改性胶带和步骤s4后的改性胶带各0.5g，制成样品，测试ftir数据进行对比。
80.另外，以下适当参照附图对本技术的二次电池、电池模块、电池包和用电装置进行说明。
81.本技术的一个实施方式中，提供一种二次电池。
82.通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
83.[正极极片]
[0084]
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料。
[0085]
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
[0086]
在一些实施方式中，所述正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚苯乙烯(ps)、聚乙烯(pe)等的基材)上而形成。
[0087]
在一些实施方式中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本技术并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如licoo2)、锂镍氧化物(如linio2)、锂锰氧化物(如limno2、limn2o4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如lini
1/3
co
1/3
mn
1/3
o2(也可以简称为ncm
333
)、lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2(也可以简称为ncm
523
)、lini
0.5
co
0.25
mn
0.25
o2(也可以简称为ncm
211
)、lini
0.6
co
0.2
mn
0.2
o2(也可以简称为ncm
622
)、lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2(也可以简称为ncm
811
)、锂镍钴铝氧化物(如lini
0.85
co
0.15
al
0.05
o2)及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如lifepo4(也可以简称为lfp))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如limnpo4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
[0088]
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
[0089]
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
[0090]
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如n-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
[0091]
[负极极片]
[0092]
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括负极活性材料。
[0093]
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
[0094]
在一些实施方式中，所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚苯乙烯(ps)、聚乙烯(pe)等的基材)上而形成。
[0095]
在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本技术并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
[0096]
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括粘结剂。所述粘结剂可选自丁苯橡胶(sbr)、聚丙烯酸(paa)(paa)、聚丙烯酸(paa)钠(paas)、聚丙烯酰胺(pam)、聚乙烯醇(pva)、海藻酸钠(sa)、聚甲基丙烯酸(pmaa)及羧甲基壳聚糖(cmcs)中的至少一种。
[0097]
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
[0098]
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(cmc-na))等。
[0099]
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
[0100]
[电解质]
[0101]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本技术对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
[0102]
在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。
[0103]
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
[0104]
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙
酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1，4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
[0105]
在一些实施方式中，所述电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[0106]
[隔离膜]
[0107]
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。本技术对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
[0108]
在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
[0109]
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
[0110]
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
[0111]
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
[0112]
本技术对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图6是作为一个示例的方形结构的二次电池5，具有大面43、侧面44。
[0113]
在一些实施方式中，参照图7，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
[0114]
在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
[0115]
参照图8和图9，图8是作为一个示例的电池模块4。参照图8，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。同时，二次电池5的外壳上包裹有pet膜。
[0116]
可选地，参见图9，电池模块4还可以包括具有容纳多个二次电池5的外壳，所述外壳包括两个侧板41、两个端板42，本技术第一方面的改性胶带粘贴于多个二次电池5的大面43之间以及侧面44，粘贴完成后，将多个二次电池5容纳于该外壳中。
[0117]
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
[0118]
图9和图10是作为一个示例的电池包1。参照图9和图10，在电池包1中可以包括电
池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
[0119]
另外，本技术还提供一种用电装置，所述用电装置包括本技术提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
[0120]
作为所述用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
[0121]
图11是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
[0122]
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
[0123]
实施例
[0124]
以下，说明本技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0125]
实施例1
[0126]
步骤s1：常温下(25℃)将pet膜完全浸泡在无水乙醇中，处理15分钟，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，干燥后得到a膜；
[0127]
步骤s2：将食人鱼溶液(98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比5:1)均匀涂布在a膜的两面，常温反应15分钟，使用去离子水冲洗至所述a膜表面的ph接近中性，干燥后得到b膜；
[0128]
步骤s3：将b膜的第一表面浸入硅烷偶联剂与甲苯的混合液中，另一面不浸入混合液；常温反应24小时后取出，用甲苯清洗后，减压干燥；
[0129]
其中，硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷，其用量为3.11g；溶剂a为甲苯，其用量为34.4g。
[0130]
步骤s4：将有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂b和固化剂按一定的质量分数混合，然后均匀涂布在b膜的位于第一表面相反侧的第二表面，得到改性胶带。
[0131]
其中，按照有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂以及固化剂的总量为100质量份计，有机超分子化合物为α-环糊精，其用量为18份；胶粘剂为聚丙烯酸，其用量为35份；溶剂b为甲苯，其用量为45份；固化剂为甲基异氰酸酯，其用量为2份；涂布厚度为50μm。
[0132]
实施例2
[0133]
除步骤s2中，食人鱼溶液中98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为3:1外，其余的条件与实施例1相同。
[0134]
实施例3
[0135]
除步骤s2中，食人鱼溶液中98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为7:1外，其余的条件与实施例1相同。
[0136]
实施例4
[0137]
除步骤s3中，硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷的用量为2.07g外，其余的条件与实施例1相同。
[0138]
实施例5
[0139]
除步骤s3中，硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷的用量为6.22g外，其余的条件与实施例1相同。
[0140]
实施例6
[0141]
除步骤s4中，胶粘剂聚丙烯酸用量为38份，有机超分子化合物α-环糊精用量为15份外，其余的条件与实施例1相同。
[0142]
实施例7
[0143]
除步骤s4中，胶粘剂聚丙烯酸用量为33份，有机超分子化合物α-环糊精用量为20份外，其余的条件与实施例1相同。
[0144]
实施例8
[0145]
除步骤s3中，硅烷偶联剂更改为乙烯基三甲氧基硅烷外，其余的条件与实施例1相同。
[0146]
实施例9
[0147]
除步骤s4中，涂布厚度更改为40μm外，其余的条件与实施例1相同。
[0148]
实施例10
[0149]
除步骤s4中，涂布厚度更改为60μm外，其余的条件与实施例1相同。
[0150]
实施例11
[0151]
除步骤s4中，有机超分子化合物更改为4-磺酸杯[4]芳烃外，其余的条件与实施例1相同。
[0152]
对比例1
[0153]
步骤s1：常温下(25℃)将pet膜完全浸泡在无水乙醇中，处理15分钟，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，干燥后得到a膜；
[0154]
步骤s2：将食人鱼溶液(98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为5:1)均匀涂布在a膜的两面，常温反应15分钟，使用去离子水冲洗至a膜表面的ph大致中性，干燥后得到改性胶带。
[0155]
对比例2
[0156]
常温下(25℃)将pet膜完全浸泡在无水乙醇中，处理15分钟，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，干燥后得到改性胶带。
[0157]
对比例3
[0158]
步骤s1：常温下(25℃)将pet膜完全浸泡在无水乙醇中，处理15分钟，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，干燥后得到a膜；
[0159]
步骤s2：将食人鱼溶液(98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为5:1)均匀涂布在a膜的两面，常温反应15分钟，使用去离子水冲洗至a膜表面的ph大致中性，干燥后得到b膜。
[0160]
步骤s3：将b膜的第一表面浸入硅烷偶联剂与甲苯的混合液中，另一面不浸入混合液；常温反应24小时后取出，用甲苯清洗、减压干燥后得到改性胶带；
[0161]
其中，硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷，其用量为3.11g；溶剂为甲苯，其用量为34.4g。
[0162]
对比例4
[0163]
预处理步骤：常温下(25℃)将pet膜完全浸泡在无水乙醇中，处理15分钟，清洗完毕后使用去离子水反复冲洗，常温下自然晾干，得到pet膜a；
[0164]
步骤s2：将食人鱼溶液(98重量％h2so4水溶液与30重量％h2o2水溶液体积比为5:1)均匀涂布在a膜的两面，常温反应15分钟，使用去离子水冲洗至a膜表面的ph接近中性，常温下自然晾干，得到b膜；
[0165]
步骤s4：将有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂b和固化剂按一定的质量分数混合，然后均匀涂布在b膜的位于第一表面相反侧的第二表面，干燥后，得到改性胶带。
[0166]
其中，按照有机超分子化合物、胶粘剂、溶剂以及固化剂的总量为100质量份计，有机超分子化合物为α-环糊精，其用量为18份；胶粘剂为聚丙烯酸，其用量为35份；溶剂b为甲苯，其用量为45份；固化剂为甲基异氰酸酯，其用量为2份；涂布厚度为50μm。
[0167]
上述实施例1～11、对比例1～4的改性胶带的相关参数如下述表1所示。
[0168]
表1：实施例1～11与对比例1～4的参数结果
[0169]
[0170][0171]
另外，将上述实施例1～11和对比例1～4中得到的改性胶带分进行粘接力测试和模组振动、冲击测试。测试结果如下表2、表3、表4所示。
[0172]
(1)粘接力测试：
[0173]
1、将上述实施例1～11和对比例1～4中的改性胶带制成长150mm、宽20mm的标准样品，同时制作一尺寸相同的铝片(厚度为1mm)和空白pet膜样品条(厚度为0.1mm)；
[0174]
2、将各标准样品的第一表面完全重合地粘接在长150mm、宽20mm的铝片上，将粘接后的铝片与标准样品的改性胶带沿长度方向上撕开10mm，将分开10mm的铝片和标准样品的改性胶带夹入在cmt6104型万能试验机(制造商：美特斯(mts))上进行拉伸测试(拉伸速度：20mm/min，拉伸方向与地面垂直)，取拉力曲线最大值作为改性胶带第一表面的粘接力大小；
[0175]
3、将各标准样品的第二表面完全重合地粘接在长150mm、宽20mm的粘接在空白pet膜上，将粘接后的pet膜与标准样品的改性胶带沿长度方向上拨开10mm，将分开10mm的pet膜和样品固定在cmt6104型万能试验机上(制造商：美特斯(mts))进行拉伸测试(拉伸速度：20mm/min，拉伸方向：沿着与地面垂直)，取拉力曲线最大值作为胶带第二表面的粘接力大小。
[0176]
(2)模组振动、冲击测试：
[0177]
1、将上述实施例1～11和对比例1～4中的改性胶带粘贴在现有的如图9所示的电池单体5(qde8a2，宁德时代)的全部大面43以及全部侧面44，将各个电池单体5排列一排，相邻的两个大面43粘接在一起，将侧板41\端板42与各个电池的侧面44以及两个大面43相接，制作成电池模组4，每6个电池单体5组成一个电池模组4；
[0178]
2、将上述电池模组4分别置于振动台和冲击台中，以x、y和z轴分别垂直于模组的端板42、侧板41和底面为基准，分别在x、y和z方向上万能试验机(制造商：美特斯(mts))给与主频为192.02hz、204.86hz和242.72hz的振动和冲击。
[0179]
振动测试条件：设备输入振动频率范围100～1500hz，高频振动持续时间8小时，振动加速度范围0～100m/s2。
[0180]
冲击测试条件：设备输入振动频率范围100～1500hz，高频冲击持续时间6ms，冲击加速度范围0～500m/s2。
[0181]
表2：实施例1～11与对比例1～4粘接力测试结果
[0182] 第一表面的粘接力(单位:n)第二表面的粘接力(单位:n)实施例18.2115.37实施例27.0415.96实施例37.7315.25实施例47.2814.48实施例57.5215.63实施例67.0114.08实施例77.1613.56实施例87.2712.64实施例97.2314.95实施例107.4711.58实施例117.3413.37对比例11.052.72对比例2/1.77对比例36.521.14对比例41.0912.39
[0183]
表3：实施例1～11与对比例1～4振动测试结果(单位：hz)
[0184][0185]
表4：实施例1～11与对比例1～4冲击测试结果(单位：hz)
[0186]
[0187]
根据上述结果可知，实施例1～11中得到的改性胶带以pet膜为基材，第一表面接枝了硅氧烷基，与二次电池金属外壳表面通过氢键结合在一起，同时，si-o键的键能较高，有益改性胶带的耐高温性能；第二表面接枝了有机超分子，有机超分子与胶粘剂、固化剂发生交联反应，改善了第二改性层的交联度，提高了弹性。因而，显著提高了改性胶带的弹性和粘接力，还在抗振动、冲击方面有所改善。
[0188]
而相对于此，对比例1中仅对pet膜做了羟基化处理。对比例2中未对pet膜做任何改性处理。对比例3中只在第一表面接枝了硅氧烷基。对比例4只在第二表面接枝了有机超分子。因而，对比例1～4中的改性胶带粘接力明显变小，且对比例2中未羟基化处理的pet膜与铝片之间未测出粘接力；对比例3中的改性胶带与铝片之间粘接力正常，与pet膜之间粘接力较小；对比例4中的改性胶带与铝片之间粘接力较小，与pet膜之间的粘接力正常。
[0189]
另外，相较于实施例1，实施例2和实施例3调整了食人鱼溶液中98重量％h2so4和30重量％h2o2溶液的体积比，但该调整并未影响实施例2和实施例3中的改性胶带的性能，仍然展现出优良的粘接性和抗振动、冲击性能。实施例4和实施例5调整了硅烷偶联剂的用量。实施例4降低了硅烷偶联剂的用量，但其第表面的粘结力有所下降，但仍在理想范围内。与之相反的，实施例5提高了硅烷偶联剂的用量，其第一表面的粘结力不仅没有升高反而有所下降。虽然实施例11也接枝了有机超分子，但实施例11中的改性胶带的粘接性和抗振动、冲击性能扔稍逊于实施例1中改性胶带的效果，这主要是因为实施例11中选取的有机超分子在微观结构上未能与胶粘剂还有固化剂产生协同作用，得到的第二表面的交联度未能达到最优水平。
[0190]
需要说明的是，本技术不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本技术的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本技术的技术范围内。此外，在不脱离本技术主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本技术的范围内。