绝缘胶液及制备方法、绝缘胶膜、正极极片、二次电池及用电装置与流程

本技术涉及二次电池，尤其涉及一种绝缘胶液及制备方法、绝缘胶膜、正极极片、二次电池及用电装置。

背景技术：

1、近年来，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。随着对二次电池的需求越来越高，对其安全性能有了更高的要求。

2、在正极极片边缘涂布绝缘胶液，绝缘胶液经烘干后形成的绝缘胶膜有利于提高二次电池的安全性能。目前的绝缘胶液在涂布过程中存在涂布效果不佳的问题。因此，现有的绝缘胶液仍有待改进。

技术实现思路

1、本技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种绝缘胶液及其制备方法、绝缘胶膜。本技术绝缘胶液在涂布生成薄绝缘胶膜的过程中，可以达到较好的无漏涂状态，覆盖性较好。

2、本技术的一种绝缘胶液，其特征在于，所述绝缘胶液包括润湿剂，所述润湿剂包括聚醚类润湿剂、炔醇类润湿剂中的至少一种，所述绝缘胶液干燥后生成绝缘胶膜，所述绝缘胶膜的厚度为3μm-10μm。

3、在正极极片集流体边缘覆盖绝缘胶膜有助于提供二次电池的安全性能。绝缘胶膜的厚度较薄，有助于为极耳预留更多的空间，解决极耳冗余问题，进而有利于降低短路的可能性，进一步提高二次电池的安全性能。但是在薄涂过程中，绝缘胶液容易出现漏涂现象，过多的漏涂留白部分可能带来短路的风险。本技术通过在绝缘胶液中添加聚醚类润湿剂和/或炔醇类润湿剂，可以在薄涂过程中达到较好的无漏涂状态，覆盖性较好，提高了电池的安全性能。炔醇类润湿剂和聚醚类润湿剂润湿效果较优，良好的润湿效果有利于降低液体表面张力，减少涂布过程中的收缩漏涂现象。而且，炔醇类润湿剂和聚醚类润湿剂还具有抑泡功能，有助于排出液体体系中的气泡，减少因涂布过程中产生气泡且气泡破裂造成的漏涂现象。

4、在任意的实施方式中，所述润湿剂包括丙二醇嵌段聚醚润湿剂、多元醇聚醚润湿剂、无规聚醚润湿剂、炔二醇润湿剂中的至少一种。

5、在任意的实施方式中，所述润湿剂包括l31润湿剂、l35润湿剂、f38润湿剂、l42润湿剂、l43润湿剂、l44润湿剂、l61润湿剂、l62润湿剂、l63润湿剂、l64润湿剂、p65润湿剂、f68润湿剂、npe-108润湿剂、npe-105润湿剂、hsh-204润湿剂、hsh-206润湿剂、hsh-210润湿剂、hsh-215润湿剂、hsh-220润湿剂、hsh-230润湿剂、hsh-240润湿剂、hsh-260润湿剂、hsh-280润湿剂、异构十三醇无规聚醚tpe-1000润湿剂、丙二醇无规聚醚ppe-1500润湿剂，丙三醇无规聚醚gpe-3000润湿剂，丁醇无规聚醚bpe-1000润湿剂，丁醇无规聚醚bpe-1500润湿剂，丁醇无规聚醚bpe-2500润湿剂，月桂酸无规聚醚lpe-1200润湿剂，十二醇无规聚醚cpe-1500润湿剂、异构十醇无规聚醚ope-600润湿剂、tl-104润湿剂、surfynol 104bc润湿剂、f07润湿剂中的至少一种。

6、丙二醇嵌段聚醚、多元醇聚醚、无规聚醚和炔二醇类润湿剂具有较好的润湿效果和抑泡功能。

7、在任意的实施方式中，所述绝缘胶膜的厚度为3μm-7μm。

8、在任意的实施方式中，所述绝缘胶膜的厚度为3.5μm-4.5μm。

9、适宜的绝缘胶膜厚度有助于为极耳预留更多的空间，解决极耳冗余问题，进而有利于降低短路的可能性，进一步提高二次电池的安全性能。

10、在任意的实施方式中，所述绝缘胶液包括粘结剂。

11、在任意的实施方式中，所述粘结剂包括聚丙烯酸类粘结剂、聚丙烯酸酯类粘结剂中的至少一种。

12、粘结剂为绝缘胶液与基材的粘结提供粘结力。

13、在任意的实施方式中，所述润湿剂与所述粘结剂的质量比为（0.2-1.2）：（20-30）。

14、润湿剂和粘结剂具有适宜的比例，有助于绝缘胶液在具有较好的无漏涂性能的同时兼顾较好的粘结性能。

15、在任意的实施方式中，所述粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、粘结剂组合物中的至少一种，所述粘结剂组合物包括第一粘结剂和第二粘结剂，其中，

16、所述第一粘结剂包含衍生自式i所示单体的结构单元、衍生自式ii所示单体的结构单元和衍生自式iii所示单体的结构单元：

17、式i、式ii、式iii，

18、所述第二粘结剂包含衍生自式iv所示单体的结构单元、衍生自式v所示单体的结构单元和衍生自式vi所示单体的结构单元：

19、式iv、式v、式vi，

20、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r14、r15、r16各自独立地选自氢或c1-c6烷基；r13选自取代或未取代的c1-c20烷基，r17选自c1-c6亚烷基酯基。

21、当绝缘胶液中加入上述粘结剂时，绝缘胶液在薄涂过程中容易出现不同程度的漏涂现象。本技术的绝缘胶液包括聚醚类润湿剂和/或炔醇类润湿剂，在加入上述粘结剂后仍具有较好的无漏涂性能。进一步的，本技术的粘结剂组合物可以实现快速涂布，同时还有较好的粘结性能。具体地，本技术的第二粘结剂具有较低的粘度以及快干的特性，有利于实现快速涂布，同时其还具有较高的粘结力，使得绝缘胶膜不易从正极极片脱落。第一粘结剂具有较好的耐磨性能和较高的粘度。二者混合可以使得本技术的绝缘胶液在具有易烘干性能的同时，兼顾适宜的粘度，即可以在实现快速涂布的同时满足对绝缘材料的悬浮需求。同时，第一粘结剂的羧基可以与第二粘结剂的羟基形成分子间氢键，进而形成三维交联结构，可进一步提高绝缘胶膜的抗磨性能和粘结力。通过将本技术实施例的润湿剂与本技术实施例的粘结剂组合物组合使用，有助于绝缘胶液在涂布过程中实现无漏涂、快速涂布、薄涂布的效果，同时得到的绝缘胶膜还具有较好的抗磨性能、较好的粘结力和较低的粘度反弹。

22、在任意的实施方式中，所述r13选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、正十二烷基或正十七烷基中的至少一种，所述r17选自-c(o)och2-、-c(o)o(ch2)2-、-c(o)o(ch2)3-或-c(o)o(ch2)4-中的至少一种。

23、含酯基的单体具有易于烘干的特性，有利于快速涂布。同时，丙烯酸酯单体可以增加柔韧性以及增强与基材的粘结力。

24、在任意的实施方式中，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂的质量比为1：（2.5-20）。

25、在任意的实施方式中，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂的质量比为1：（8-20）。

26、第一粘结剂和第二粘结剂具有适宜的配比，有助于粘结剂组合物中的羧基、酯基以及羟基保持适宜的配比，有助于在兼顾涂布速度的同时，保持较好的粘结力和抗磨性能。

27、在任意的实施方式中，所述第一粘结剂的粘度为5000cp-20000cp；所述第二粘结剂的粘度为10cp-3500cp。

28、在任意的实施方式中，所述第一粘结剂的粘度为10000cp-18000cp；所述第二粘结剂的粘度为1500cp-2800cp。

29、第一粘结剂与第二粘结剂具有适宜的粘度，有助于二者混合后具有适宜的粘度。适宜的粘度有利于快速涂布，且满足对绝缘材料的悬浮要求。

30、在任意的实施方式中，在所述第一粘结剂中，所述衍生自式i所示单体的结构单元、所述衍生自式ii所示单体的结构单元和所述衍生自式iii所示单体的结构单元的摩尔比为（5-30）：（60-80）：（5-20）；

31、在所述第二粘结剂中，所述衍生自式iv所示单体的结构单元、所述衍生自式v所示单体的结构单元、所述衍生自式vi所示单体的结构单元的摩尔比为（5-10）：（70-85）：（10-20）。

32、在任意的实施方式中，在所述第一粘结剂中，所述衍生自式i所示单体的结构单元、所述衍生自式ii所示单体的结构单元、所述衍生自式iii所示单体的结构单元的摩尔比为（5-15）：（65-75）：（15-20）；

33、在所述第二粘结剂中，所述衍生自式iv所示单体的结构单元、所述衍生自式v所示单体的结构单元、所述衍生自式vi所示单体的结构单元的摩尔比为（5-8）：（78-82）：（13-17）。

34、式i所示单体为硬单体，含量过低会降低抗磨性能，含量过高会影响烘干效果。同时，式i所示单体与vi所示单体可以形成三维交联结构，二者具有适宜的占比，有助于提高抗磨性能和粘结力。式ii所示单体具有适宜的占比，有助于提高抗磨性能。式iii所示单体具有适宜的占比，有助于提高第一粘结剂的均聚程度。式iv所示单体具有适宜的占比，有助于增加第二粘结剂在溶剂中的溶解性，同时提高其抗磨性能。式v所示单体具有适宜的占比，有助于提高柔韧性、易于烘干能力和粘结力。第一粘结剂和第二粘结剂中各单体基团具有适宜的占比，可以在提高涂布速度的同时平衡粘结性能。

35、在任意的实施方式中，所述绝缘胶液包括绝缘材料。

36、在绝缘胶液中加入绝缘材料有利于提高绝缘胶液的绝缘性能。

37、在任意的实施方式中，所述润湿剂与所述绝缘材料的质量比为（0.2-0.8）：（75-80）。

38、润湿剂和绝缘材料具有适宜的比例，有助于绝缘胶液在具有较好的无漏涂性能的同时兼顾较好的绝缘性能。

39、在任意的实施方式中，所述绝缘胶液包括分散剂。

40、在任意的实施方式中，所述分散剂包括聚丙烯酸类分散剂、酰胺分散剂、铵盐分散剂、多元醇分散剂、磷酸酯盐分散剂中的至少一种。

41、在绝缘胶液中加入分散剂有利于绝缘胶液中各组分的分散，提高绝缘胶液的均匀度。

42、在任意的实施方式中，所述润湿剂与所述分散剂的质量比为（0.2-0.8）：0.4。

43、润湿剂和分散剂具有适宜的比例，有助于绝缘胶液在具有较好的无漏涂性能的同时兼顾较好的均匀性。

44、在任意的实施方式中，所述绝缘胶液的粘度为10cp-8000cp。

45、在任意的实施方式中，所述绝缘胶液的粘度为200cp-1200cp。

46、绝缘胶液具有适宜的粘度有助于绝缘胶液的快速涂布，同时有助于悬浮绝缘材料，提高绝缘胶液的绝缘性能。

47、本技术的第二方面提供了一种本技术第一方面所述的绝缘胶液的制备方法，所述方法包括：

48、至少将所述润湿剂加入水中，混合均匀，得到所述绝缘胶液。

49、在任意的实施方式中，所述绝缘胶液的制备方法包括：

50、将分散剂加入水中，混合均匀，得到分散液一；

51、将绝缘材料加入所述分散液一中，混合均匀，得到分散液二；

52、将粘结剂加入所述分散液二中，混合均匀，得到分散液三；

53、将润湿剂加入所述分散液三中，混合均匀，得到所述绝缘胶液。

54、本技术的绝缘胶液可以通过本技术的绝缘胶液的制备方法得到。采用分散剂、结缘材料、粘结剂以及润湿剂分步分散的方式，有助于实现各组分的良好分散。

55、在任意的实施方式中，将第一粘结剂加入所述分散液二中，混合均匀，再加入第二粘结剂，混合均匀，得到所述分散液三。

56、将第一粘结剂和第二粘结剂进行分步分散，有助于实现第一粘结剂以及第二粘结剂的良好分散。

57、本技术的第三方面提供了一种绝缘胶膜，其特征在于，所述绝缘胶膜由本技术第一方面的绝缘胶液干燥而成。

58、本技术的第四方面提供了一种正极极片，所述正极极片包含正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个表面的正极膜层，所述正极集流体边缘被本技术第三方面所述的绝缘胶膜覆盖，所述正极膜层未被本技术第三方面所述的绝缘胶膜覆盖。

59、本技术的第五方面提供了一种二次电池，所述二次电池包含本技术第四方面所述的正极极片。

60、本技术的第六方面提供了一种用电装置，所述用电装置包含本技术第四方面所述的正极极片或根据本技术第五方面所述的二次电池。