边胶涂层及其涂覆方法与流程

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种边胶涂层及其涂覆方法。


背景技术：

2.为提高锂离子电池安全性，通常采用在极片边缘或表面涂布绝缘涂层的方式，可以降低并防止极端情况下发生内短路的风险，提高电芯的安全性能。
3.在极片边缘、极片表面涂布绝缘涂层的传统技术为采用陶瓷材料进行涂布，该涂层硬度较高，对模切刀具的损耗大，缩短刀具使用寿命，同时对于叠片工艺，模切极片过程中，由于边缘陶瓷层的硬度，会增加极片边缘的毛刺，影响最终成品的良率，同时毛刺可能会刺穿隔膜，造成电池的安全隐患。为提升电池的安全性，正极极片边缘通常采用无机物氧化铝或勃姆石此类绝缘无机物和粘结剂进行边缘涂布，因无机物硬度较高且通常使用聚偏二氟乙烯(pvdf)作为粘接和分散剂，pvdf价格昂贵粘接力较弱，在极片分切制作过程中，会造成刀具磨损，减少使用寿命，同时会造成边缘毛刺。使用激光模切同样可能造成陶瓷受热脱落掉粉，恶化自放电和增加电池短路风险。
4.因此，有必要提供一种新型的边胶涂层及其涂覆方法以解决现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种边胶涂层及其涂覆方法，使得极片分切后的边缘光滑，无毛刺现象，避免因毛刺而造成的电池短路风险。
6.为实现上述目的，本发明的所述边胶涂层用于涂布于极片箔材的表面，所述边胶涂层包括溶剂和胶黏剂的混合材料，所述溶剂的材料包括n-甲基吡咯烷酮、丙酮、二氯甲烷中的至少一种，所述黏胶剂的材料包括丙烯酸酯类、对苯二胺聚氨酯、改性聚丙烯酸酯中的至少一种。
7.本发明的边胶涂层的有益效果在于：本发明边胶涂层包括溶剂和胶黏剂，采用有机胶粘剂替代传统的无机物涂布，不需要和氧化铝或勃姆石混合，可单独使用，绝缘性能好，耐腐蚀性能好，能够提升极片的韧性，减少分切过程中对刀具的磨损，同时由于不采用无机物涂层，极片分切后边缘光滑，无毛刺现象，避免因毛刺而造成的电池短路风险。
8.可选地，所述边胶涂层中所述溶剂的质量分数为75～93％。
9.可选地，所述丙烯酸酯类为包含软单体和硬单体聚合改性的含有苯环的丙烯酸酯类。
10.可选地，所述黏胶剂的相对分子量为10000～600000。
11.可选地，所述边胶涂层中所述黏胶剂的质量分数为7～25％。
12.本发明还提供一种涂覆方法，包括以下步骤，制备所述边胶涂层，将所述边胶涂层的涂覆液通过点胶头或挤压的方式涂覆在箔材上，然后在50～100℃下烘干。
13.本发明的涂覆方法使得极片分切后的边缘光滑，无毛刺现象，避免因毛刺而造成
的电池短路风险。
14.可选地，涂覆所述边胶涂层的宽度为3～7mm。
15.可选地，涂覆所述边胶涂层的单面涂层厚度为10～30μm。
16.可选地，选用的箔材为双面光箔材，达因值为26～33，拉伸强度为250～300mpa，延伸率为2.5～3％。
17.可选地，选取厚度为8～13μm的箔材。
附图说明
18.图1为本发明一些实施例中涂覆方法的流程图；
19.图2为本发明一些实施例中极片切割前的涂层分布示意图；
20.图3为本发明一些实施例中边胶涂层涂覆后的极片边缘放大100倍的电镜图；
21.图4为本发明一些实施例中边胶涂层涂覆后的极片边缘放大300倍的电镜图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
23.针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种边胶涂层，所述边胶涂层用于涂布于极片箔材的表面，所述边胶涂层包括溶剂和胶黏剂的混合材料，所述溶剂的材料包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)、丙酮、二氯甲烷中的至少一种，所述黏胶剂的材料包括丙烯酸酯类、对苯二胺聚氨酯、改性聚丙烯酸酯中的至少一种。
24.本发明的边胶涂层包括溶剂和胶黏剂，采用有机胶粘剂替代传统的无机物涂布，不需要和氧化铝或勃姆石混合，可单独使用，绝缘性能好，耐腐蚀性能好，能够提升极片的韧性，减少分切过程中对刀具的磨损，同时由于不采用无机物涂层，极片分切后边缘光滑，无毛刺现象，避免因毛刺而造成的电池短路风险。
25.一些实施例中，所述边胶涂层中所述溶剂的质量分数为75～93％。
26.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述溶剂的质量分数为75％。
27.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述溶剂的质量分数为93％。
28.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述溶剂的质量分数为85％。
29.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述溶剂的质量分数为90％。
30.一些实施例中，所述丙烯酸酯类为包含软单体和硬单体聚合改性的含有苯环的丙烯酸酯类。
31.一些实施例中，所述黏胶剂的相对分子量为10000～600000。
32.一些具体的实施例中，所述黏胶剂的相对分子量为10000。
33.一些具体的实施例中，所述黏胶剂的相对分子量为600000。
34.一些具体的实施例中，所述黏胶剂的相对分子量为30000。
35.一些具体的实施例中，所述黏胶剂的相对分子量为100000。
36.一些具体的实施例中，所述黏胶剂的相对分子量为400000。
37.一些实施例中，所述边胶涂层中所述黏胶剂的质量分数为7～25％。
38.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述黏胶剂的质量分数为7％。
39.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述黏胶剂的质量分数为25％。
40.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述黏胶剂的质量分数为12％。
41.一些具体的实施例中，所述边胶涂层中所述黏胶剂的质量分数为20％。
42.本发明还提供一种涂覆方法，图1为本发明一些实施例中涂覆方法的流程图。参照图1，所述涂覆方法包括以下步骤，制备所述边胶涂层，将所述边胶涂层的涂覆液通过点胶头或挤压的方式涂覆在箔材上，然后在50～100℃下烘干。
43.本发明的涂覆方法使得极片分切后的边缘光滑，无毛刺现象，避免因毛刺而造成的电池短路风险。
44.一些具体的实施例中，制备所述边胶涂层，将所述边胶涂层的涂覆液通过点胶头或挤压的方式涂覆在箔材上，然后在50℃下烘干。
45.一些具体的实施例中，制备所述边胶涂层，将所述边胶涂层的涂覆液通过点胶头或挤压的方式涂覆在箔材上，然后在100℃下烘干。
46.一些具体的实施例中，制备所述边胶涂层，将所述边胶涂层的涂覆液通过点胶头或挤压的方式涂覆在箔材上，然后在70℃下烘干。
47.一些具体的实施例中，制备所述边胶涂层，将所述边胶涂层的涂覆液通过点胶头或挤压的方式涂覆在箔材上，然后在85℃下烘干。
48.一些实施例中，涂覆所述边胶涂层的宽度为3～7mm。
49.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的宽度为3mm。
50.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的宽度为7mm。
51.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的宽度为4mm。
52.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的宽度为6mm。
53.一些实施例中，涂覆所述边胶涂层的单面涂层厚度为10～30μm。
54.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的单面涂层厚度为10μm。
55.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的单面涂层厚度为30μm。
56.一些具体的实施例中，涂覆所述边胶涂层的单面涂层厚度为20μm。
57.一些实施例中，选用的箔材为双面光箔材，达因值为26～33，拉伸强度为250～300mpa，延伸率为2.5～3％。
58.一些具体的实施例中，选用的箔材为双面光箔材，达因值为26，拉伸强度为250mpa，延伸率为2.5％。
59.一些具体的实施例中，选用的箔材为双面光箔材，达因值为233，拉伸强度为300mpa，延伸率为3％。
60.一些具体的实施例中，选用的箔材为双面光箔材，达因值为30，拉伸强度为275mpa，延伸率为2.7％。
61.一些实施例中，选取厚度为8～13μm的箔材。
62.一些具体的实施例中，选取厚度为8μm的箔材。
63.一些具体的实施例中，选取厚度为13μm的箔材。
64.一些具体的实施例中，选取厚度为10μm的箔材。
65.图2为本发明一些实施例中极片切割前的涂层分布示意图。参照图2，极片分为4个分切区，每个所述分切区包括箔材留白区1、边胶涂层区2和膜片区3，所述边胶涂层区2和膜片区3之间的距离小于1mm，边胶涂层区2可控制宽度为3-7mm。另一些实施例中，极片可分出5-12个分切区。
66.以下通过一些具体实施例对本发明的技术方案进行详细阐述。
67.对比例涂层配方为：氧化铝24份，常规pvdf胶黏剂6份，溶剂nmp70份，单面涂层厚度20um，剥离强度50n/m。
68.一些实施例中，边胶涂层配方为：改性对苯二胺胶黏剂15份，溶剂nmp85份，单面涂层厚度20um，剥离强度150-200n/m。
69.另一些实施例中，边胶涂层配方为：改性对苯二胺胶黏剂10份，溶剂nmp90份，单面涂层厚度20um，剥离强度150-200n/m。
70.图3为本发明一些实施例中边胶涂层涂覆后的极片边缘放大100倍的电镜图，图4为本发明一些实施例中边胶涂层涂覆后的极片边缘放大300倍的电镜图。参照图3和图4，可见本发明的边胶涂层涂覆的极片切割后，边缘光滑，无毛刺。
71.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。