CN104245872A - 用于电装置的热熔性粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热熔性粘合剂，其具有优异的耐溶剂性和优异的对其中容纳有电池电解液的被粘物(特别是，聚酰亚胺膜)的粘合性，并且可有助于电装置性能的改善；本发明还提供一种通过使用所述热熔性粘合剂制备的电装置。用于电装置的热熔性粘合剂包含烯烃类改性聚合物(A)，其中所述烯烃类改性聚合物(A)为具有含硅官能团的改性聚合物；所述用于电装置的热熔性粘合剂具有优异的对电池的电解液的耐性(即，耐电解液性或耐溶剂性)，并且还具有改善的热熔性粘合剂对其中容纳有电解液的被粘物(塑料膜，如聚酰亚胺膜)的粘合性。

Description

用于电装置的热熔性粘合剂
相关申请
本申请根据巴黎公约第4条要求于2012年4月27日在日本提交的日本专利申请第2012-103440号的优先权，其全部公开内容通过援引加入的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及用于电装置(electric instrument)的热熔性粘合剂。当在本文中使用时，“电装置”意指将另一种能量转化为电能(电)的装置、将电能转化为另一种能量的装置、和将电能以电能或另一种能量形式储存的装置。电装置的具体实例包括化学电池，如碱性干电池和锂离子电池；以及物理电池，如太阳能电池和电容器。
背景技术
电装置以各种形式(如原电池、蓄电池和电容器)用于电子和汽车应用领域中。尤其是，锂离子电池(其为一种非水电解质电池)由于具有诸如高能量密度的特性，被广泛用作移动装置(如移动电话和笔记本型个人电脑)的电源。由于考虑到环境问题，能够进行再充电的蓄电池越来越重要；因此，已研究将所述蓄电池除了应用于移动装置之外还应用于汽车、电椅(electric chair)和家用/商用电力存储系统。
当生产电装置如锂电池时，考虑到电路可能短路或可能热起火，需要使用具有优异绝缘性能和耐热性的粘合剂。
专利文献1公开了这样一种适合用于电装置的热熔性粘合剂，其包含乙烯与具有烯式双键的羧酸衍生物的共聚物、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡和费-托蜡(请参见专利文献1，权利要求1和实施例)。进行了通过用专利文献1的热熔性粘合剂涂布电极和隔膜(separator)来改善电装置的绝缘性能的试验(请参见专利文献1，[0055]段和[0069]-[0072]段)。
近年来已对轻质的薄层合膜用作外壳(external container)以便于提高这种类型的电池的能量密度的用途进行了试验，其中所述轻质的薄层合膜通过将金属箔(如铝箔)层合至一对绝缘树脂膜上从而将它们整合而获得。通过使层合膜形成袋状或托盘(tray)状而获得的外壳用作用于锂蓄电池(如锂离子电池和锂聚合物电池)以及电容器的壳。
通过以下方法制备锂离子电池：将正极材料、负极材料和隔膜彼此层合；将获得的层合物插入外壳中；用电解液填充外壳；插入正极导线和负极导线；并密封所述壳。
通过以下方法制备锂聚合物电池：将电池芯(battery body)插入外壳中，其中所述电池芯通过将正极材料、负极材料和充满(permeate)电解液的聚合物电解质层层合而获得；插入正极导线和负极导线从而使得一端位于每个电极材料处，并使另一端位于壳的外部；最后密封所述壳。
通过以下方法制备电容器：将层合物插入外壳中，所述层合物通过将充满电解液的活性炭电极和隔膜插入铝集电器之间而获得；并当该集电器一端被挤压出壳时密封所述壳。
如图1中所示，通过使由树脂膜(如聚酰亚胺膜)制得的被粘物30形成袋状而制备外壳，并用电解液20填充该壳。用粘合剂A密封被粘物30，从而使电解液20不会从该壳中漏出。
已报到了关于电池外壳的各种实例。
专利文献2公开了一种用于锂离子电池的包装材料，即外壳。该文献公开了一种经马来酸酐改性的聚丙烯树脂与经马来酸酐改性的苯乙烯类弹性体树脂的混合树脂作为构成所述包装材料的粘合剂树脂层(请参见专利文献2，[0041]段)。该文献还教导了，当使用热熔性粘合剂时，具有特定维卡软化点的经马来酸酐改性的聚丙烯树脂可能会防止粘合力降低(请参见专利文献2，[0025]段)。该文献的包装材料除了包含粘合剂树脂层之外，还必需包含很多层，例如基材层、粘合剂层、铝箔层、化学处理层以及密封剂层(请参见专利文献2，图1)。
所述多层膜的用于锂离子电池的包装材料容纳有电解液，因此将其密封以使容纳于其中的材料不会漏出(请参见专利文献2，[0004]段)。密封手段之一包括其中用热熔性粘合剂A热密封包装材料30的端部的方法，如图1中所示。然而，对电解液20不具有耐性的粘合剂很可能引起溶胀，因而无法获得足够的粘合性。
专利文献3公开了一种用于薄电池中密封材料的膜，还公开了改性聚烯烃被用作热熔性粘合剂聚烯烃层材料(请参见专利文献3，[0015]和[0028]段)。由该文献的实施例明显可以看出，虽然在某种程度上提高了耐电解液性(请参见专利文献3，[0062]和[0065]段)，但是很难说该耐电解液性足以满足最近使用者的高水平要求。
此外，还没有用具有优异的耐电解液性(耐溶剂性)的聚酰亚胺膜进行粘合性的研究，其中聚酰亚胺膜近年来比以前更常被使用。从该点可以看出，不能说专利文献1～3的粘合剂具有足够的性能。
专利文献1：JP 2011-052049 A
专利文献2：JP 2011-060501 A
专利文献3：JP 8-106884 A
发明内容
本发明所要解决的技术问题
已做出了本发明以实现上述目的；本发明的一个目的是提供一种热熔性粘合剂，其具有优异的耐溶剂性以及优异的对其中容纳有电池电解液的被粘物(特别是，聚酰亚胺膜)的粘合性(或粘合特性)，并且其还可有助于改善电装置的性能。本发明的另一个目的是提供通过使用所述热熔性粘合剂制备的电装置。
解决所述问题的手段
本发明的发明人经过深入研究出人意料地发现，通过向聚烯烃中引入特定官能团可解决以上问题，从而完成本发明。
即，在一个方面中，本发明提供了用于电装置的热熔性粘合剂，其包含烯烃类改性聚合物(A)，其中所述烯烃类改性聚合物(A)具有含硅官能团。
在一个实施方案中，本发明提供了用于电装置的热熔性粘合剂，其中所述烯烃类改性聚合物(A)具有烷氧基甲硅烷基。
在另一个实施方案中，本发明提供了用于电装置的热熔性粘合剂，其中所述烯烃类改性聚合物(A)包括基于乙烯与其它烯烃的共聚物的改性聚合物。
作为一个优选实施方案，本发明进一步提供了用于电装置的热熔性粘合剂，其进一步包含聚烯烃(B)。
作为另一个方面，本发明提供了可通过使用上述用于电装置的热熔性粘合剂而获得的电装置。
本发明的效果
根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂包含烯烃类改性聚合物(A)，并且所述烯烃类改性聚合物(A)具有含硅官能团。因此，该热熔性粘合剂具有优异的对电池电解液的耐性(即，具有耐电解液性或耐溶剂性)，以及改善的对其中容纳有电解液的被粘物(塑料膜，如聚酰亚胺膜)的粘合性。
在本发明的用于电装置的热熔性粘合剂中，当烯烃类改性聚合物(A)为具有烷氧基甲硅烷基的改性聚合物时，对电解液的耐性得到进一步改善并且对被粘物的粘合性得到进一步改善。
在本发明的用于电装置的热熔性粘合剂中，当烯烃类改性聚合物(A)包括基于乙烯与其它烯烃的共聚物的改性聚合物时，对被粘物的粘合性更优异。
当根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂进一步包含聚烯烃(B)时，对被粘物的粘合性得到进一步改善。
本发明的电装置可通过使用上述用于电装置的热熔性粘合剂而获得。因此，被粘物中所容纳的电解液不会引起热熔性粘合剂的溶胀，并且该热熔性粘合剂具有优异的粘合力，因而不会发生被粘物的剥离。
附图说明
图1为示出热熔性粘合剂的使用方式的截面示意图。
具体实施方式
根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂包含烯烃类改性聚合物(A)。所述烯烃类改性聚合物(A)为具有含硅官能团的改性聚烯烃(即烯烃类硅改性聚合物)，并且所述聚烯烃类聚合物通过引入含硅官能团而进行改性。
当在本文中使用时，“热熔性粘合剂”是指这样一种粘合剂，其在常温下为固体并通过加热而显示出流动性，并还可被施用至物体(如核材料和被粘物)，并通过冷却而再次被固化，从而粘附至物体。
在本发明中，对烯烃类改性聚合物(A)没有特别限制，只要其为具有含硅官能团的改性聚烯烃(烯烃类硅改性聚合物)并可获得本发明的用于电装置的目标热熔性粘合剂即可。
在本发明中，如果向聚烯烃中引入含硅官能团，则对制备烯烃类改性聚合物(A)的方法没有特别限制，只要可获得本发明的用于电装置的目标热熔性粘合剂即可。所述制备方法包括例如：方法(i)，其中首先制备聚烯烃，然后向聚烯烃中引入含硅官能团；和方法(ii)，其中在通过使烯烃单体聚合来制备聚烯烃时，使具有含硅官能团的单体共聚，并且与此同时，向所述聚烯烃中引入含硅官能团。
聚烯烃包括例如：烯烃的均聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚辛烯和聚异丁烯；“乙烯与其它烯烃的共聚物”，和“其它烯烃的共聚物”。
“其它烯烃”的具体实例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、异丁烯、顺-2-戊烯、反-2-戊烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯以及2,3-二甲基-2-丁烯。其它烯烃优选为具有3-10个碳原子的烯烃，更优选为丙烯、丁烯和辛烯，并且特别优选为丁烯和丙烯。
“乙烯与其它烯烃的共聚物”包括例如乙烯与辛烯的共聚物、乙烯与丙烯和丁烯的共聚物、乙烯与丙烯的共聚物，以及乙烯与丁烯的共聚物。这些共聚物可单独或组合使用。
在本发明中，乙烯与其它烯烃的共聚物最优选为乙烯与丙烯和丁烯的共聚物。
在本发明中，含硅(Si)官能团包括例如选自以下的至少一种官能团：烷氧基甲硅烷基、硅烷醇基和甲硅烷基醚基(silyl ether group)。其中，烷氧基甲硅烷基是特别优选的。所述烷氧基甲硅烷基包括例如三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基和二甲氧基甲基甲硅烷基，并且三甲氧基甲硅烷基是特别优选的。
烯烃类改性聚合物(A)在190℃下的熔融粘度优选为100-20,000mPa·s，更优选为500-17,000mPa·s，并且最优选为2,000-15,000mPa·s。
在190℃下的熔融粘度是指通过布氏型粘度计测量的数值。具体而言，粘度通过在将烯烃类改性聚合物(A)于190℃下保持30分钟时使用第27号转子来测量。
在本发明中，聚烯烃类改性聚合物(A)的一个优选实施方案包括具有烷氧基甲硅烷基的烯烃类改性聚合物。所述烯烃类改性聚合物更优选为基于具有烷氧基甲硅烷基的乙烯与其它烯烃的共聚物的改性聚合物，并且特别优选为基于具有烷氧基甲硅烷基的改性乙烯与丙烯和丁烯的共聚物的改性聚合物。作为具有烷氧基甲硅烷基的改性乙烯与丙烯和丁烯的共聚物，例如VESTOPLAST EP2412(商品名)、VESTOPLAST EP2403(商品名)和VESTOPLAST206(商品名)市售可得。
除了含有烯烃类改性聚合物(A)之外，本发明的用于电装置的热熔性粘合剂优选还含有聚烯烃(B)。
本文中的聚烯烃(B)可以是常见的聚烯烃，只要可获得本发明的用于电装置的目标热熔性粘合剂即可；并且所述聚烯烃(B)更优选为弹性体(或橡胶状弹性材料)。聚烯烃(B)可以是烯烃的均聚物或烯烃的共聚物。其具体实例包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚己烯、聚庚烯、聚辛烯、聚丁烯、聚异丁烯、乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物，并且其橡胶状弹性材料是更优选的。在这些聚烯烃中，聚丙烯是特别优选的。
因此，在本发明中，聚烯烃(B)更优选为热塑性弹性体，并且优选具有源自丙烯的化学结构(更特别是，基于丙烯的重复单元)。当聚烯烃(B)为具有源自丙烯的化学结构的热塑性弹性体时，在通过热压焊接来融化热熔性粘合剂的情况下，本发明的热熔性粘合剂也不可能会从被粘物30吐出并且其同时保持了耐溶剂性和粘合性，从而使得热熔性粘合剂的粘合性得到进一步改善。因此，在本发明中聚烯烃(B)的最优选的实施方案是聚丙烯弹性体。聚丙烯弹性体的市售可得产品包括例如Vistamaxx 6202(由Exxon MobilCorporation制备)。
除了包含烯烃类改性聚合物(A)和聚烯烃(B)之外，根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂还可含有“乙烯与具有烯式双键的羧酸衍生物的共聚物”。
对“乙烯与具有烯式双键的羧酸衍生物的共聚物”没有特别限制，只要其是“乙烯与具有烯式双键的羧酸衍生物的共聚物”并且可获得根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂即可。
当在本文中使用时，“具有烯式双键的羧酸衍生物”是指具有碳原子间的双键的羧酸衍生物，并且其能够与乙烯进行加成聚合。特别是，在本文中其是指“具有烯式双键的羧酸”、“具有烯式双键的羧酸酐”和“具有烯式双键的羧酸酯”。
对“具有烯式双键的羧酸”没有特别限制，只要其是具有烯式双键和羧基的化合物并且可获得本发明的热熔性粘合剂即可。其具体实例包括油酸、亚油酸、马来酸、丙烯酸和甲基丙烯酸。
对“具有烯式双键的羧酸酐”没有特别限制，只要其是通过将两种羧酸脱水缩合而获得的化合物并且可获得本发明的热熔性粘合剂即可。其具体实例包括富马酸酐和马来酸酐。
“具有烯式双键的羧酸酯”包括例如不饱和脂肪酸烷基酯和羧酸不饱和烷基酯。
“不饱和脂肪酸烷基酯”包括例如(甲基)丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸甲酯，并且“羧酸不饱和烷基酯”包括例如乙酸乙烯酯和乙酸烯丙酯。
这些具有烯式双键的羧酸衍生物可单独或组合使用。
任选地，本发明的用于电装置的热熔性粘合剂可进一步含有各种添加剂。各种添加剂的实例包括蜡、增粘树脂、增塑剂、稳定剂(紫外线吸收剂和抗氧化剂)以及细颗粒填料。
“蜡”可以是通常用于热熔性粘合剂中的蜡，并且其具体实例包括石蜡、聚乙烯蜡、聚环氧乙烷蜡、聚丙烯蜡、微晶蜡和费-托蜡(Fischer-Tropschwax)。
对“增粘树脂”没有特别限制，只要其通常用于热熔性粘合剂中并且可获得本发明的目标热熔性粘合剂即可。
增粘树脂的实例包括天然松香、改性松香、氢化松香、天然松香的甘油酯、改性松香的甘油酯、天然松香的季戊四醇酯、改性松香的季戊四醇酯、氢化松香的季戊四醇酯、天然萜烯的共聚物、天然萜烯的三元共聚物、氢化萜烯的共聚物的氢化衍生物、多萜树脂、酚类改性萜烯树脂的氢化衍生物、脂族石油烃树脂、脂族石油烃树脂的氢化衍生物、芳族石油烃树脂、芳族石油烃树脂的氢化衍生物、环状脂族石油烃树脂和环状脂族石油烃树脂的氢化衍生物。这些增粘树脂可单独或组合使用。还可使用液态增粘树脂，只要其满足以下条件即可：具有无色至淡黄色的色调，基本上没有气味，并且具有令人满意的热稳定性。综合考虑这些特性，优选上述树脂的氢化衍生物作为增粘树脂。
可使用市售可得产品作为增粘树脂。市售可得产品的实例包括由ExxonMobil Corporation制备的ECR5600(商品名)；由Maruzen Petrochemical CO,LTD.制备的MARUKACLEAR H(商品名)；由YASUHARA CHEMICAL CO.,LTD.制备的CLEARON K100(商品名)；由Arakawa Chemical Industries,Ltd.制备的ALKON M100(商品名)；由Idemitsu Petroleum Chemical Co.,Ltd.制备的I-MARV S100(商品名)、I-MARV Y135(商品名)和I-MARV P125(商品名)；由YASUHARA CHEMICAL CO.,LTD.制备的CLEARON K4090(商品名)和CLEARON K4100；由Exxon Mobil Corporation制备的ECR231C(商品名)和ECR179EX(商品名)；以及由Eastman Chemical Company制备的RIGARITE R7100(商品名)和EASTOTAC C-100W(商品名)。这些市售可得增粘树脂可单独或组合使用。
对“增塑剂”没有特别限制，只要它满足以下条件即可：混入它的目的在于降低热熔性粘合剂的熔融粘度，赋予柔韧性并改善被粘物的润湿性，并且还可获得根据本发明的目标热熔性粘合剂。增塑剂的实例包括石蜡类油、环烷烃类油以及芳烃油。无色无味的石蜡类油是特别优选的。
可使用市售可得产品作为增塑剂。其实例包括由Kukdong Oil&Chemical Co.,Ltd.制备的White Oil Broom 350(商品名)，由Idemitsu KosanCo.,Ltd.制备的Diana Frecia S32(商品名)、Diana Process Oil PW-90(商品名)和DN Oil KP-68(商品名)，由BP Chemicals Ltd.制备的Enerper M1930(商品名)，和由Crompton Corporation制备的Kaydol(商品名)。这些增塑剂可单独或组合使用。
混入“稳定剂”以防止因热量、空气和光而造成的分子量降低以及热熔性粘合剂出现胶凝、着色并产生气味，从而提高热熔性粘合剂的稳定性。对稳定剂没有特别限制，只要可获得本发明的目标热熔性粘合剂即可。稳定剂的实例包括抗氧化剂和紫外线吸收剂。
“紫外线吸收剂”用以提高热熔性粘合剂的耐光性。“抗氧化剂”用以防止热熔性粘合剂的氧化降解。对抗氧化剂和紫外线吸收剂没有特别限制，只要它们通常用于热熔性粘合剂中并且可获得下述的目标电装置即可。
“抗氧化剂”的实例包括基于酚的抗氧化剂、基于硫的抗氧化剂和基于磷的抗氧化剂。紫外线吸收剂的实例包括苯并三唑类紫外线吸收剂和二苯甲酮类紫外线吸收剂。还可加入内酯类稳定剂。这些抗氧化剂和紫外线吸收剂可单独或组合使用。
可使用市售可得产品作为稳定剂。其实例包括由Sumitomo ChemicalCo.,Ltd.制备的SUMILIZER GM(商品名)、SUMILIZER TPD(商品名)和SUMILIZER TPS(商品名)；由BASF Corporation制备的IRGANOX 1010(商品名)、IRGANOX HP2225FF(商品名)、IRGAFOS 168(商品名)和IRGANOX1520(商品名)；由ADEKA Corporation制备的ADK STAB AO-60(商品名)；以及由Johoku Chemical Co.,Ltd.制备的JF77(商品名)和JP-650(商品名)。这些稳定剂可单独或组合使用。
本发明的热熔性粘合剂可进一步含有细颗粒填料。对细颗粒填料没有特别限制，只要是其是通常所使用的并且可获得本发明的目标热熔性粘合剂即可。“细颗粒填料”的实例包括云母、碳酸钙、高岭土、滑石、氧化钛、硅藻土、脲类树脂、苯乙烯珠、烧结粘土(baked clay)和淀粉。这些细颗粒填料的形状优选为球形。对大小(就球形而言为直径)没有特别限制。
用于电装置的热熔性粘合剂可通过已知技术制备。通常，通过以下方法来制备热熔性粘合剂：将烯烃类改性聚合物(A)在约100-200℃的温度下熔化并任选地加入聚烯烃(B)，随后混合0.5-2小时直至混合物变得均匀。对混合方法没有特别限制。任选地，各种添加剂(如蜡、增粘树脂、抗氧化剂和/或增塑剂)优选在将组分(A)熔化时一起混合，并且也可在将组分(A)熔化后加入。
本发明的用于电装置的热熔性粘合剂可以是各种形状并且在常温下通常为块状或膜状(片状)。块状热熔性粘合剂通过将由以上制备方法获得的产物经冷却进行固化而获得，而膜状(片状)热熔性粘合剂通过将由以上制备方法获得的产物进一步成形为膜状而获得。成形方法包括例如其中使用鼓式冷却器和T-模型(T-die type)双螺杆挤出机的方法。
将本发明的用于电装置的热熔性粘合剂施用至电装置的部件(如电极)和其中容纳有电解液的包装材料(塑料膜，如聚酰亚胺膜)上。特别优选将其施用至包装材料(聚酰亚胺膜)上。当将其施用至电装置的部件时，由于在该用于电装置的热熔性粘合剂中无需混入有机溶剂，因而其还是环境友好的。
对涂布方法没有特别限制，并且可使用通常公知的施用(涂布)热熔性粘合剂的方法。涂布方法例如大致被分为接触式涂布法和非接触式涂布法。“接触式涂布”法是指其中在施用热熔性粘合剂时使分配器与电极和/或隔膜接触的施用方法；而“非接触式涂布”法是指在施用热熔性粘合剂时使分配器不与基体材料和片(膜)接触的施用方法。“接触式涂布法”的实例包括槽缝式涂布机(slot coater)涂布法和辊涂机涂布法。“非接触式涂布法”的实例包括能够以螺旋形式涂布的螺旋涂布法、能够以波浪形式涂布的Ω涂布法和控制狭缝涂布法(control seam coating)、能够以平面形式涂布的槽缝喷涂法(slot spray coating)和帘幕喷涂法，以及能够以点状涂布的点涂布法(dot coating)。
考虑到根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂的可涂布性，其软化点优选为100-200℃，更优选为100-170℃，并且最优选为120-170℃。
软化点意指通过环球法(在日本粘合剂工业标准JAI-7-1999中所公开的方法)测量的数值。
用于电装置的热熔性粘合剂在190℃下的熔融粘度优选为5,000-100,000mPa·s，更优选为10,000-70,000mPa·s，特别优选为15,000-60,000mPa·s，并且最优选为20,000-60,000mPa·s。
熔融粘度被认为是通过将适量热熔性粘合剂加热至190℃、在布氏粘度计中使用第27号转子测量粘度而获得的数值。
在本发明中，“电装置”意指将其它能量转化为电能(电)的装置、将电能转化为其它能量的装置、和将电能以电能或其它能量形式储存的装置。对电装置没有特别限制，只要其是通过使用根据本发明的热熔性粘合剂制备的即可。
“将其它能量转化为电能(电)的装置”包括例如发电机(其将机械能转化为电能)，太阳能电池(其将光能转化为电能)，和燃料电池以及原电池(其将化学能转化为电能)。
“将电能转化为其它能量的装置”包括例如电动机(其将电能转化为机械能)，电灶(其将电能转化为热能)，和光源(其将电能转化为光能)。
“将电能以电能或其它能量形式储存的装置”包括例如蓄电池(二次电池)、电容器(condenser或capacitor))(电解电容器、双电层电容器)、和电容器(电双层电容器)。
根据本发明的电装置优选为“将其它能量转化为电能(电)的装置”和“将电能以电能或其它能量形式储存的装置”，并且更优选为原电池、蓄电池、燃料电池、太阳能电池和电容器。这些更优选的电装置还可被分为化学电池和物理电池。
化学电池的实例包括：
(1)原电池，如锰电池、碱性锰电池、氧化银电池和汞电池；
(2)蓄电池，如锂电池、铅蓄电池、镍-镉蓄电池、镍-氢蓄电池、镍-锌蓄电池、氧化银-锌蓄电池、锂离子电池、锂聚合物电池、锌-空气蓄电池、铁-空气蓄电池和铝-空气蓄电池；以及
(3)燃料电池。
物理电池的实例包括太阳能电池、电解电容器、电双层电容器和锂离子电容器。
根据本发明的电装置(更特别地，化学电池和物理电池)可例如通过用本发明的用于电装置的热熔性粘合剂涂布电极和其中所含有的包装材料(塑料膜，如聚酰亚胺膜)获得。考虑到将来的环境问题，所述电装置优选为将电能以电能或其它能量形式储存的装置，特别是蓄电池、电解电容器、电双层电容器和锂离子电容器。限于汽车领域，锂离子电池、双电层电容器和锂离子电容器作为本发明的电装置是有利用价值的装置。
在本发明中，电装置通过以下方式来制备：将用本发明的热熔性粘合剂涂布的电极和其中容纳有电解液的包装材料层合，并将所获得的层合物作为元件纳入。正如前文所述的，本发明的用于电装置的热熔性粘合剂对电解液具有优异的耐溶剂性并且对被粘物(特别是聚酰亚胺)具有优异的粘合性。
以下示出了本发明的主要实施方案。
1、用于电装置的热熔性粘合剂，其包含烯烃类改性聚合物(A)，其中所述烯烃类改性聚合物(A)具有含硅官能团。
2、根据上述第1项的用于电装置的热熔性粘合剂，其中所述烯烃类改性聚合物(A)具有烷氧基甲硅烷基。
3、根据上述第1项或第2项的用于电装置的热熔性粘合剂，其中所述烯烃类改性聚合物(A)包括基于乙烯与其它烯烃的共聚物的改性聚合物。
4、根据上述第1-3项中任一项的用于电装置的热熔性粘合剂，其进一步包含聚烯烃(B)。
5、可通过使用根据上述第1-4项中任一项的热熔性粘合剂而获得的电装置。
实施例
将通过实施例和对比例来详细描述本发明，但是这些实施例仅用于示例性说明的目的而不意欲进行限制性地解释。
以下示出了用以制备用于电装置的热熔性粘合剂的组分。
(A)烯烃类改性聚合物
(A1)经硅烷改性的非晶态聚-α-烯烃(乙烯-丙烯-丁烯共聚物)(玻璃化转变温度：-29℃，软化点：100℃，在190℃下的熔融粘度：12,000mPa·s，由Evonik Degussa Corporation制备的VESTOPLAST EP2412(商品名))
(A2)经硅烷改性的聚异丁烯(在190℃下的熔融粘度：170mPa·s，由Kaneka Corporation制备的EPION EP100S(商品名))
(A’3)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(乙酸乙烯酯含量：28重量％，在190℃下的熔融粘度：23,000mPa·s，由TOSOH CORPORATION制备的ULTRASEN722(商品名))
(A’4)乙烯与丙烯和1-丁烯的共聚物(玻璃化转变温度：-28℃，软化点：124℃，在190℃下的熔融粘度：8,000mPa·s，由Evonik Degussa Corporation制备的VESTOPLAST 708(商品名))
(A’5)丙烯酸树脂(由MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制备的DIANALBR113(商品名))
(A’6)乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯含量：28重量％，在190℃下的熔融粘度：1,900mPa·s，由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制备的ACRYFT CM5021(商品名))
(A’7)乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(甲基丙烯酸缩水甘油酯含量：19重量％，在190℃下的熔融粘度：33,000mPa·s，由Sumitomo ChemicalCo.,Ltd.制备的BONDFAST CG5001(商品名))
(A’8)经硅烷改性的聚丙二醇(甲硅烷基封端的聚醚树脂)(在190℃下的熔融粘度：200mPa·s，由Kaneka Corporation制备的MS polymer S303(商品名))
(B)聚烯烃
(B1)聚丙烯类弹性体(在190℃下的熔融粘度：1,200,000mPa·s，由Exxon Mobil Corporation制备的Vistamaxx 6202(商品名))
(B2)乙烯/辛烯嵌段聚合物(在190℃下的熔融粘度：750,000mPa·s，由The Dow Chemical Company制备的Infuse 9817(商品名))
(B3)聚丙烯(在190℃下的熔融粘度：800,000 mPa·s，由SunAllomer Ltd.制备的PM490M(商品名))
(C)蜡
(C1)晶态丙烯-乙烯蜡(在190℃下的熔融粘度：3,600 mPa·s，由ClariantCorporation制备的LICOCENE PP2602(商品名))
(C2)晶态聚丙烯蜡(数均分子量：4,000，软化点：150℃，针入度：1或更小，在190℃下的熔融粘度：140mPa·s，熔点：140℃，由Mitsui Chemicals,Inc.制备的Hi-WAX NP105(商品名))
(D)增粘树脂
(D1)环状脂族石油树脂(数均分子量：1,900，软化点：100℃，在190℃下的熔融粘度：200mPa·s，由Eastman Chemical Company制备的EASTOTACC-100W(商品名))
将这些组分按照在表1和表2中所示的比例(重量份数)加入。使用通用搅拌机将各组分熔化并在约170℃下混合约1小时以上来制备实施例1-9和对比例1-6的热熔性粘合剂。
评价各热熔性粘合剂的粘合性。
(样品的制备)
使用加热的辊筒辊压各热熔性粘合剂，以获得厚30μm的热熔性片材。将所获得的热熔性片材插入两个5平方厘米的被粘物之间，随后将其用调整至温度为120℃且压力为0.3MPa的热压机来压制并加热3.5分钟，以获得层合物。冷却后，将该层合物剪切成1厘米宽的片，以获得样品。将经处理的聚酰亚胺膜(厚度：25μm)用作被粘物，其中所述聚酰亚胺膜的表面经具有氨基的硅烷偶联剂处理。
(粘合性的评价)
<在浸渍于溶剂中之前：对被粘物的粘合性>
使由此制备的样品在20-25℃的气氛下以50毫米/分钟的速度经受T型剥离，然后目测确认剥离表面的状态。
<在浸渍于溶剂中之后：耐溶剂性>
将由此制备的样品(剪切成1厘米宽的片的样品)浸渍在碳酸二乙酯中，然后在45℃下储存。1天后取出样品和5天后取出样品，将所述样品上附着的碳酸二乙酯用废纸充分擦拭掉，然后使每个样品以50毫米/分钟的速度经历T型剥离，然后目测确认各剥离表面的状态。
评价标准如下。
A：热熔性粘合剂被令人满意地粘附至被粘物，并且辨认出热熔性粘合剂的内聚力断裂(cohesive fracture)。
B：虽然热熔性粘合剂被令人满意地粘附至被粘物，但是辨认出在热熔性粘合剂和被粘物之间存在粘合界面断裂。
C：虽然热熔性粘合剂被令人满意地粘附至被粘物，但是易于发生剥离。
D：热熔性粘合剂没有粘附至被粘物。
表1
表2
如表1中所示，实施例1-9的热熔性粘合剂对被粘物具有优异的粘合性，并且即使浸渍在溶剂中也不发生粘合性的劣化；由于所述热熔性粘合剂含有具有含硅官能团的烯烃类改性聚合物(A)，其还具有优异的耐溶剂性。
已证实实施例1-9的热熔性粘合剂可有效用作电装置的应用，尤其是用于密封锂离子电池包装材料的粘合剂；这是因为所述热熔性粘合剂对聚酰亚胺膜具有优异的粘合性并且即使浸渍在电解液中也不发生粘合性的劣化。
相比之下，如表2中所示，对比例1-5的热熔性粘合剂具有低的粘合性，这是因为所述热熔性粘合剂不含烯烃类改性聚合物(A)。特别是，所述热熔性粘合剂的在溶剂中浸渍后的粘合性大幅降低。对比例6的热熔性粘合剂所具有的对被粘物的粘合性和耐溶剂性大幅降低；这是因为尽管所述热熔性粘合剂含有具有向其中引入的含硅官能团的改性聚合物(A’8)，但该改性聚合物(A’8)的基础聚合物不是聚烯烃。
产业实用性
本发明提供一种用于电装置的热熔性粘合剂。根据本发明的用于电装置的热熔性粘合剂尤其可用于密封用于锂离子电池电解液的包装材料。
附图标记说明
A：热熔性粘合剂
20：电解液
30：被粘物

Claims (5)

1.用于电装置的热熔性粘合剂，其包含烯烃类改性聚合物(A)，其中所述烯烃类改性聚合物(A)具有含硅官能团。
2.权利要求1的用于电装置的热熔性粘合剂，其中所述烯烃类改性聚合物(A)具有烷氧基甲硅烷基。
3.权利要求1或2的用于电装置的热熔性粘合剂，其中所述烯烃类改性聚合物(A)包括基于乙烯与其它烯烃的共聚物的改性聚合物。
4.权利要求1-3中任一项的用于电装置的热熔性粘合剂，其进一步包含聚烯烃(B)。
5.通过使用权利要求1-4中任一项的用于电装置的热熔性粘合剂而获得的电装置。
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