CN103333629A

CN103333629A - 储能、动力锂电池专用胶粘带及其生产方法

Info

Publication number: CN103333629A
Application number: CN2013103058673A
Authority: CN
Inventors: 叶志斌; 曾丽娟
Original assignee: INNOVA ELECTRONIC MATERIALS Co Ltd
Current assignee: INNOVA ELECTRONIC MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-07-22
Also published as: CN103333629B

Abstract

本发明涉及一种储能、动力锂电池专用胶粘带及其生产方法，所述胶粘带，包括顺序分布的胶黏层、硬化涂层、基层和离型层，基层为聚酯薄膜，硬化涂层为环氧树脂层，硬化涂层涂布在基层的正面，离型层为单组份非硅离型剂涂层，离型层设在基层的背面，胶黏层设在硬化涂层外表面。此款胶粘带具有四层结构，每一层有其各自的功能，其中，胶黏层直接与电池终止部接触，具有粘贴牢固、耐电解液、无卤、符合ROHS要求等特点；硬化涂层进一步提高基层的穿刺强度；基层本可以防止极片毛刺的刺穿；离型层具有与基层有优异的附着性和快速干燥的性能。储能、动力锂电池专用胶粘带具有环保，符合RoHS要求，耐电解液良好等性能，主要用于锂电池终止部位的绝缘和保护。

Description

储能、动力锂电池专用胶粘带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种专门用于锂电池终止部位的绝缘和保护的胶粘带，特别是一种耐电解液、穿刺强度超强的安全环保型储能、动力锂电池专用胶粘带及其生产方法。

背景技术

目前，国际上只有日本的寺冈、日东等少数几家企业可以生产这类胶带（储能、动力锂电池专用胶粘带），在我国市场处于垄断地位。近两年来，由于欧盟针对电子产品制订了严格的环保法规，这几种产品已经不符合欧盟环保要求，面临逐步退出市场的困境，因此，尽管价格昂贵，品种又少，但因为没有替代产品，所以一直居于市场垄断地位。国内企业每年为此支出大笔外汇。

因此，研究安全环保型储能、动力锂电池专用胶粘带，使之在具备优异耐酸碱性、良好的耐温性、优良的绝缘性的同时，符合欧盟的《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》（简称ROHS）和索尼环保规定、电池指令卤素要求等，是世界压敏胶粘制品产业一个重要的课题，也是我国压敏胶制品行业与国际同行竞争的重要技术内容。

目前国内厂家所能提供的产品，由为数不多的几家小企业仿制生产，质量及性能指标远不能与进口产品相提并论，普遍存在原材料不环保，粘性差、剥离力下降、耐温偏低、对粘容易脱胶、基材达不到应有特性等缺点，性能很难满足使用要求，也不符合环保性和安全性，更难以调整产品的品种和性能来适应市场的需求。目前国内从事该领域产品生产和研发的企业较少，国内公司的产品线涉及该项技术的均未生产出可完全替代进口的产品，性能指标也不符合欧盟的ROHS禁令及索尼环保规定、电池指令以及卤素要求等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种符合ROHS、无卤、穿刺强度大、绝缘性高，粘性适中，耐电解液的储能、动力锂电池专用胶粘带及其生产方法，以克服现有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的：

一种储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：包括顺序分布的胶黏层、硬化涂层、基层和离型层，所述基层为聚酯薄膜，所述硬化涂层为环氧树脂层，硬化涂层涂布在基层的正面，所述离型层为单组份非硅离型剂涂层，离型层设置在基层的背面，所述胶黏层设置在硬化涂层外表面。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的一种方案，所述基层为经过双向拉伸处理及表面处理的聚酯薄膜，其厚度为0.012mm至0.036mm。聚酯薄膜经过双向拉伸处理，由于拉伸分子定向，所以这种聚酯薄膜具有机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好等优点。另外，为了提高胶黏剂或油墨对基层的附着力，聚酯薄膜的表面要经过处理，来提高基材的表面能，使基材与胶黏剂或油墨的附着力提高。聚酯薄膜表面的处理方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法、涂层法等。其中，最常用的是电晕处理法：在两个电极之间加上高频电压可以形成电晕或成为火花（晖光）放电，当聚酯薄膜表面在两个电极之间加上高频电压时，电晕照射到聚酯薄膜表面，在此高能量的放电状态下，电晕的电子对和离子对撞击聚酯薄膜表面，使其表面产生带电离子；同时，电晕也使环境中的氧、氮和水等分子发生离子化，然后与聚酯薄膜表面的塑料分子反应生成羟基、羧基和烷氧基等极性基团，这些极性基团和聚酯薄膜表面的带电离子使聚酯薄膜表面的极性大大增加，表面能得到提高，从而增强了油墨或胶黏剂在基材表面的润湿性和黏基力，满足了聚酯薄膜表面的印刷或黏合等作业要求。通过电晕处理，使聚酯薄膜涂胶面表面张力达到42达因/cm以上。

所述胶黏层由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂配合制成。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂采用两种不同粘性的聚丙烯酸酯类压敏胶和改性聚丙烯酸酯类压敏胶按照一定的比例混合制成；其中，所述聚丙烯酸酯类压敏胶是分子量较小、分子量分布较窄、初粘性能比较好的压敏胶，改性聚丙烯酸酯类压敏胶则是分子量较大、分子量分布较宽、剥离力比较高的压敏胶。现有一般的胶带采用的压敏胶都是单一一种聚丙烯酸酯类压敏胶，单独用上述压敏胶的任何一种都很难达到优异的性能和耐电解液的性能。两种压敏胶混合使用，可以提高胶带的综合性能。

所述固化剂由高温固化剂和低温固化剂混合而成，高温固化剂为氨基树脂、多价金属盐、烷氧基金属化合物或过氧化物，低温固化剂为多异氰酸酯。

所述填料为耐电解液的色膏，色膏由连接料、颜料、分散剂、润湿剂以及溶剂搅拌研磨而成。

所述耐电解液的色膏配方是：连接料10-15份，颜料15-35份，分散剂2-6份，润湿剂2-6份，溶剂50-65份。

所述连接料选用耐电解液的改性聚丙烯酸酯类压敏胶；颜料选用无卤、耐电解液的有机颜料。另外，颜料还要符合ROHS，颜料颜色有黄色、蓝色、白色，由这几种颜色可以调成不同的颜色。

所述分散剂选用脂肪酸类、脂肪族酰胺类、酯类或其组合。

所述润湿剂选用有阴离子型和非离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等。非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。

所述溶剂选用甲苯、乙酸乙酯、醇类或是甲苯和乙酸乙酯的混合物。所述溶剂为甲苯或乙酸乙酯,亦或是甲苯和乙酸乙酯的混合物，起到稀释压敏胶，降低压敏胶的固含量，以达到满足涂布要求的作用。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂为200-250份，固化剂为3-4份，填料为10-12份，溶剂为50-55份。

一种储能、动力锂电池专用胶粘带的生产方法，其特征在于：首先，对聚酯薄膜进行双向拉伸处理及进行表面电晕处理、化学处理、机械打毛处理或涂层处理使聚酯薄膜正面张力达到42达因/cm以上；接着，将经过处理的聚酯薄膜背面进行背涂处理，把单组份非硅离型剂配成0.5-2%的浓度、并印刷在聚酯薄膜背面；聚酯薄膜进行背面处理后，再接着，用环氧树脂在聚酯薄膜正面进行硬化涂层处理；然后，把已经配好的胶黏剂涂布到进行了硬化涂层处理的聚酯薄膜正面上；最后，经过烘干，成卷，然后复卷，分切后成了胶粘带。

所述胶黏剂烘干后形成胶黏层，胶黏剂由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂混合配制，固化剂加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中。

本发明的有益效果如下：

（1）此款安全环保型储能、动力锂电池专用胶粘带是采用一种穿刺强度极大的聚酯薄膜或是聚丙烯薄膜，然后对薄膜上胶面和非上胶面进行预处理，涂布耐电解液的聚丙烯酸酯类压敏胶而成的胶粘带；胶粘带具有四层结构，每一层具有其各自的功能，其中，胶黏层直接与电池终止部接触，具有可以粘贴牢固、耐电解液、无卤、符合ROHS要求等特点；硬化涂层采用环氧树脂印刷在基层的上胶面上，进一步提高基层的穿刺强度；基层本身材料具有很好的穿刺强度，可以防止极片毛刺的刺穿；离型层具有与基层有优异的附着性和快速干燥的性能；

（2）储能、动力锂电池专用胶粘带具有环保，符合RoHS要求，耐电解液良好等性能，主要用于锂电池终止部位的绝缘和保护。

附图说明

图1是本发明一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种储能、动力锂电池专用胶粘带，包括顺序分布的胶黏层1、硬化涂层2、基层3和离型层4，所述基层3为聚酯薄膜，所述硬化涂层2为环氧树脂层，硬化涂层2涂布在基层3的正面，所述离型层4为单组份非硅离型剂涂层，离型层4设置在基层3的背面，所述胶黏层1设置在硬化涂层2外表面。

所述基层3为聚酯薄膜，具有很好的穿刺强度，可以防止极片毛刺的刺穿。聚酯薄膜厚度有很多种选择，一般可用0.012mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.036mm等厚度的聚酯薄膜，聚酯薄膜首先经过双向拉伸处理，由于拉伸分子定向，所以这种薄膜具有机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好等优点。

为了提高胶黏剂或油墨对基层的附着力，聚酯薄膜的表面要经过处理，提高表面能。聚酯薄膜表面的处理方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法、涂层法等。最常用的采用的是电晕处理法。在两个电极之间加上高频电压可以形成电晕或成为火花（晖光）放电。当聚酯薄膜表面在两个电极之间加上高频电压时，电晕照射到聚酯薄膜表面。在此高能量的放电状态下，电晕的电子对和离子对撞击聚酯薄膜表面，使其表面产生带电离子。同时电晕也使环境中的氧、氮和水等分子发生离子化，然后与表面的塑料分子反应生成羟基、羧基和烷氧基等极性基团。这些极性基团和聚酯薄膜表面的带电离子使聚酯薄膜表面的极性大大增加，表面能得到提高。从而增强了油墨或胶黏剂在基材表面的润湿性和黏基力，满足了聚酯薄膜表面的印刷或黏合等作业要求。通过电晕处理，使聚酯薄膜涂胶面表面张力达到42达因/cm以上。

所述胶黏层1由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂配合制成。胶黏剂1是聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂，胶黏剂粘性强，可以粘贴牢固；耐电解液，无卤、符合ROHS，是环保胶黏剂。聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂要和固化剂配合使用才可以,固化剂可以是氨基树脂、多异氰酸酯或金属氧化物等。固化剂的选择要根据聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂的配方选择相匹配的来用。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂采用两种不同粘性的聚丙烯酸酯类压敏胶和改性聚丙烯酸酯类压敏胶按照一定的比例混合制成。

所述固化剂由高温固化剂和低温固化剂混合使用来实现胶黏剂的交联，高温固化剂为氨基树脂、多价金属盐、烷氧基金属化合物或过氧化物，低温固化剂为多异氰酸酯。常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲基二异氰酸酯（MDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）等。固化（交联）剂在加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中，防止局部凝胶。固化剂的最佳用量与固化剂的性质、压敏胶中的反应性基团的含量以及压敏胶的分子量大小有关。

所述填料为色膏，色膏由连接料10-15份，颜料15-35份，分散剂2-6份，润湿剂2-6份，溶剂50-65份等组成。

为了提高色膏的耐电解液性能，所述的连接料所选用的是耐电解液的改性聚丙烯酸酯类压敏胶。颜料选用无卤，符合ROHS，耐电解液的有机颜料，颜色有黄色、蓝色、白色，由这几种颜色可以调成不同的颜色。所述的分散剂有脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类。所述的润湿剂有阴离子型和非离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等。非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。溶剂是甲苯或乙酸乙酯或醇类。

所述溶剂为甲苯或乙酸乙酯,亦或是甲苯和乙酸乙酯的混合物，起到稀释压敏胶，降低压敏胶的固含量，以达到满足涂布要求的作用。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂为200份，固化剂为3份，填料为10份，溶剂为50份。

所述硬化涂层2为环氧树脂层，本发明采用一种新的固化剂氨基树脂和对甲苯磺酸盐配合使用，既能够使环氧树脂达到固化的效果，又能使环氧树脂具有柔韧性。胶带经过硬化涂层处理，拉伸性能优良，成型容易，与基层材料附着力好，收缩率低，并有非常优秀的抗划伤性，高透光率和耐溶剂性，大大提高了基材的穿刺强度。基层材料在硬化涂层处理前，穿刺强度大概只有700kg/mm，而经过硬化涂层处理的基层材料，其穿刺强度可以达到1100kg/mm，整整提高了50%多。

所述离型层4为单组份非硅离型剂涂层（主要成份单组份非硅离型剂），单组份非硅离型剂具有与基层（基材）有优异的附着性和快速干燥的性能。由于聚酯薄膜背面电晕值就是≥42达因的，所以此基层不需要再进行电晕处理就可以直接印刷背面处理剂了。

一种储能、动力锂电池专用胶粘带的生产方法，首先，对聚酯薄膜进行双向拉伸处理及进行表面电晕处理、化学处理、机械打毛处理或涂层处理使聚酯薄膜正面张力达到42达因/cm以上；接着，将经过处理的聚酯薄膜背面进行背涂处理，把单组份非硅离型剂配成0.5-2%的浓度、并利用印刷机印刷在聚酯薄膜背面；聚酯薄膜进行背面处理后，再接着，用环氧树脂在聚酯薄膜正面（涂胶面）进行硬化涂层处理；然后，把已经配好的胶黏剂用刮刀式涂布机涂布到进行了硬化涂层处理的聚酯薄膜正面上；最后，经过烘干，成卷，然后复卷，分切后成了胶粘带。

所述胶黏剂烘干后形成胶黏层1，胶黏剂由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂混合配制，固化剂加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中。

Claims

1.一种储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：包括顺序分布的胶黏层、硬化涂层、基层和离型层，所述基层为聚酯薄膜，所述硬化涂层为环氧树脂层，硬化涂层涂布在基层的正面，所述离型层为单组份非硅离型剂涂层，离型层设置在基层的背面，所述胶黏层设置在硬化涂层外表面。

2.根据权利要求1所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述基层为经过双向拉伸处理及表面处理的聚酯薄膜，其厚度为0.012mm至0.036mm。

3.根据权利要求1所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述胶黏层由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂配合制成。

4.根据权利要求3所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂采用两种不同粘性的聚丙烯酸酯类压敏胶和改性聚丙烯酸酯类压敏胶按照一定的比例混合制成；其中，所述聚丙烯酸酯类压敏胶是分子量较小、分子量分布较窄、初粘性能比较好的压敏胶，改性聚丙烯酸酯类压敏胶则是分子量较大、分子量分布较宽、剥离力比较高的压敏胶。

5.根据权利要求3所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述固化剂由高温固化剂和低温固化剂混合而成，高温固化剂为氨基树脂、多价金属盐、烷氧基金属化合物或过氧化物，低温固化剂为多异氰酸酯。

6.根据权利要求3所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述填料为耐电解液的色膏，色膏由连接料、颜料、分散剂、润湿剂以及溶剂搅拌研磨而成。

7.根据权利要求6所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述耐电解液的色膏配方是：连接料10-15份，颜料15-35份，分散剂2-6份，润湿剂2-6份，溶剂50-65份；其中，连接料选用耐电解液的改性聚丙烯酸酯类压敏胶；颜料选用无卤、耐电解液的有机颜料；分散剂选用脂肪酸类、脂肪族酰胺类、酯类或其组合；润湿剂选用有阴离子型和非离子型表面活性剂；溶剂选用甲苯、乙酸乙酯、醇类或是甲苯和乙酸乙酯的混合物。

8.根据权利要求5至7中任一项所述储能、动力锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂为200-250份，固化剂为3-4份，填料为10-12份，溶剂为50-55份。

9.一种储能、动力锂电池专用胶粘带的生产方法，其特征在于：首先，对聚酯薄膜进行双向拉伸处理及进行表面电晕处理、化学处理、机械打毛处理或涂层处理使聚酯薄膜正面张力达到42达因/cm以上；接着，将经过处理的聚酯薄膜背面进行背涂处理，把单组份非硅离型剂配成0.5-2%的浓度、并印刷在聚酯薄膜背面；聚酯薄膜进行背面处理后，再接着，用环氧树脂在聚酯薄膜正面进行硬化涂层处理；然后，把已经配好的胶黏剂涂布到进行了硬化涂层处理的聚酯薄膜正面上；最后，经过烘干，成卷，然后复卷，分切后成了胶粘带。

10.根据权利要求9所述储能、动力锂电池专用胶粘带的生产方法，其特征在于：所述胶黏剂烘干后形成胶黏层，胶黏剂由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂混合配制，固化剂加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中。