CN105235348A - 耐热橡胶与金属复合加热块及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在铝塑膜包装动力电池生产过程中热熔复合所使用的耐热橡胶与金属复合加热块及其制备方法和应用。本申请提供的一种耐热橡胶和金属复合加热块，该复合加热块是在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。耐热硅橡胶直接复合在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上或者在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。本发明提供的耐热橡胶与金属复合加热块，可以承受被复合物在厚度上一定的波动。具有一定的温度缓冲，加热温度偏差可以大一些。加工工艺简单，可以实现批量化定制生产，降低了制造和使用成本。

Description

耐热橡胶与金属复合加热块及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种在铝塑膜包装动力电池生产过程中热熔复合所使用的耐热橡胶与金属复合加热块及其制备方法和应用。共涉及两个热熔复合的过程，分别是外包装材料铝塑膜复合封口和电池隔膜与极片之间复合成型。

背景技术

铝塑膜包装动力电池外包装材料铝塑膜复合封口和电池隔膜与极片之间复合成型，行业内通行的是采取金属直接与被复合材料接触并加热直接复合的方式，这种硬接触的方式对设备精度的要求高，封装头表面的质量要求高。并由于金属在加热过程中的变形不可控，导致了在使用过程中可靠性不好。

发明内容

为了克服现有的封装方式对设备精度要求过高，热变形控制困难，可靠性不高的缺点，设计了新的加热块—耐热橡胶与金属复合加热块。

本申请提供的耐热橡胶和金属复合加热块，主要用于铝塑膜包装动力电池生产过程中铝塑膜的热熔复合封口和电池隔膜与极片之间复合成型，使得铝塑膜的热熔复合封口和电池隔膜与极片之间复合成型可靠性有了极大的提高，并且大大降低了对设备精度的要求。

本发明提供的耐热橡胶与金属复合加热块，可以承受被复合物在厚度上一定的波动。具有一定的温度缓冲，加热温度偏差可以大一些。加工工艺简单，可以实现批量化定制生产，降低了制造和使用成本。

本申请提供的一种耐热橡胶和金属复合加热块，该复合加热块是在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用烫金印刷用硅胶板，因其弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长。

耐热硅橡胶厚度为0.5～2mm。

上述耐热橡胶和金属复合加热块，可以采用如下方法制备：耐热硅橡胶直接复合在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上或者在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

即可通过直接硫化复合上一层耐热硅橡胶或者在金属表面用弹性耐热硅基胶粘接上一层预制厚度的耐热硅橡胶。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温有机硅橡胶。例如，可采用甲基苯基乙烯基硅橡胶。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、选择选用热传导性能好、抗老化性能好与长期工作温度超过300℃的耐热硅橡胶，使得复合过程中损耗的热量能够得到迅速补充；

2、将耐热硅橡胶与金属复合，在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上通过直接硫化复合上一层耐热硅橡胶或者在金属表面用弹性耐热硅基胶粘接上一层预制厚度的耐热硅橡胶。使得金属与耐热橡胶的复合面的粘结强度可以承受复合时的横向变形剪切力；并保持被复合面的平整性；

3、可调整耐热橡胶的硬度(范围：40～60HA)和厚度(范围：0.5～2mm)，使得耐热硅橡胶可以包覆厚度有一定变化的被复合材料；被复合材料厚度变化与耐热硅橡胶的硬度和厚度选定的相关规律是：厚度变化越大，耐热硅橡胶的硬度越低，耐热硅橡胶的厚度越大。

4、耐热橡胶表面随着被复合金属面的预制形状而改变，使得能够复合形状较为复杂的表面；

5、由金属的表面形状来保证复合加热块的表面形状，由耐热橡胶的表面质量来保证材料复合后的表面质量。

本发明的有益效果是：

1、由于与被复合物接触的是橡胶面，橡胶有柔性，可以允许被复合物在厚度方向上的一定波动。2、由于金属未和被复合物直接接触，使得具有一定的温度缓冲，加热温度偏差可以大一些。3、加工工艺简单，可以实现批量化定制生产，降低了制造和使用成本。

本发明提供一种在铝塑膜包装动力电池生产过程中对包装材料铝塑膜热熔复合封口和电池隔膜与极片之间复合成型所使用的一种由耐热橡胶和加热金属块复合而成的新型加热块。加热块由加热金属块和工作温度为300℃的耐热橡胶复合。它通过调整耐热橡胶的硬度和厚度，可以承受被复合物在厚度上一定的变化。同时由于加热块与被复合物的接触是软接触，耐热橡胶热传导性好，具有一定的温度缓冲，加热温度偏差可以大一些，降低了设备制造的精度要求。并且耐热橡胶表面随着金属面的预制形状而改变，使得能够制成复杂的空间形状复合加热块，从而可以热复合相应形状的材料。最后复合加热块的加工工艺简单，可以实现批量化定制生产，而实际工作温度低于300℃，使得复合加热块具有很长的工作寿命，降低了制造和使用成本。

附图说明

图一是本发明实施例1的平面复合加热块结构示意图(左上为主视图，左下为俯视图，右上为侧视图)。

图二是本发明实施例2的复合加热轴结构示意图(左边为侧视图，右边为主视图)。

图三是本发明实施例3的电芯铝塑膜平面热复合实施例图(左边为主视图，右边为侧视图)。

图四是本发明实施例4的极片与隔膜辊压热复合实施例图(左边为侧视图，右边为主视图)。

图五是本发明实施例5的带PP管的厚度变化平面热复合实施例图(左边为主视图，右边为侧视图)。

图六是本发明实施例6的极耳处厚度变化平面热复合封装实施例图(左边为主视图，右边为侧视图)。

图七是本发明实施例7的厚度变化辊压热复合实施例图(左边为侧视图，右边为主视图)。

图中标号：

1-金属本体(黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块)；2-耐热硅橡胶；3-热作模具钢加热轴；4-黄铜加热块；5-电芯，6-铝塑膜；7-涂胶隔膜；8-电池极片；9-PP管；10-极耳。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

在图一所示平面复合加热块结构示意图中，在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上通过直接硫化复合上一层耐热硅橡胶或者在金属表面用弹性耐热硅基胶粘接上一层预制厚度的耐热硅橡胶。使得金属与耐热橡胶的复合面的粘结强度可以承受复合时的横向变形剪切力；并保持被复合面的平整性。

本实施例的复合加热块是在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上。

也可以在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

所述耐热硅橡胶厚度为0.5mm。

实施例2

在图二所示复合加热轴结构示意图中，在热作模具钢加热轴的表面通过直接硫化复合上一层耐热硅橡胶或者在金属表面用弹性耐热硅基胶粘接上一层预制厚度的耐热硅橡胶。使得金属与耐热橡胶的复合面的粘结强度可以承受复合时的横向变形剪切力；并保持被复合面的平整性。

本实施例的复合加热块是在模具钢加热轴的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在模具钢加热轴上或者在热作模具钢加热轴上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

耐热硅橡胶厚度为1.5mm。

实施例3

在图三所示的电芯铝塑膜平面热复合实施例中，将平面被复合的两层铝塑膜的PP面相对重叠放置，放入上下黄铜与耐热硅橡胶复合的平面加热块之间。上下加热块并拢，将被复合的两层铝塑膜夹紧并加热，被复合物各处均匀加热，PP层融化并复合在一起，完成复合的过程。复合后的产品表面平整，不夹杂气泡。经拉力测试及气密性检测，其粘合力及气密性均达标。

本实施例的复合加热块是在黄铜加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在黄铜加热块上或者在黄铜加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

耐热硅橡胶厚度为2mm。

实施例4

在图四所示的极片与隔膜辊压热复合实施例中，将被复合物两层涂胶隔膜涂胶面相对及中间夹着的与隔膜尺寸相同电池极片重叠放置，送入上下加热辊之间，加热辊为热作模具钢和耐热硅橡胶的复合。被复合物通过加热辊重合处，被被夹紧并迅速均匀加热，隔膜上的胶融化，与极片紧密粘合，完成复合的过程。复合后的产品表面平整，不夹杂气泡。经拉力测试，其粘合力达到标准。

本实施例的复合加热块是在热作模具钢加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在热作模具钢加热块上或者在热作模具钢加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

耐热硅橡胶厚度为0.9mm。

实施例5

在图五所示的带PP管的厚度变化平面热复合实施例中，将两层铝塑膜的PP面相对重叠放置并且中间夹着一根直径为Ф2的PP管，共同放入上下黄铜与耐热硅橡胶复合的平面加热块之间。上下加热块并拢，将被复合物夹紧并加热，PP管厚度上的变化由加热块上的耐热橡胶的变形来吸收。由此，被复合物各处均匀加热，铝塑膜PP层和PP管融化并融合在一起，完成复合的过程。复合后的产品表面平整，过渡顺滑，没有间隙，经拉力测试及气密性检测，其粘合力及气密性均达标。

本实施例的复合加热块是在黄铜加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在黄铜加热块上或者在黄铜加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

耐热硅橡胶厚度为1.8mm。

实施例6

在图六所示的极耳处厚度变化平面热复合封装实施例中，将两层铝塑膜的PP面相对重叠放置并且中间夹着双面涂有PP胶的电池极耳共同放入上下黄铜与耐热硅橡胶复合的平面加热块之间。上下加热块并拢，将被复合物夹紧并加热，极耳厚度上的变化由加热块上的耐热橡胶的变形来吸收。由此，被复合物各处均匀加热，铝塑膜PP层和极耳上PP胶融化并融合在一起，完成复合的过程。复合后的产品表面平整，过渡顺滑，没有间隙，经拉力测试及气密性检测，其粘合力及气密性均达标。

本实施例的复合加热块是在黄铜加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在黄铜加热块上或者在黄铜加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

耐热硅橡胶厚度为2mm。

实施例7

在图七所示的厚度变化辊压热复合实施例图中，将被复合物两层涂胶隔膜涂胶面相对放置并且中间夹着电池极片，送入上下加热辊之间。其中隔膜的宽度大于极片宽度，被复合物通过加热辊重合处，被夹紧并迅速均匀加热，厚度上的变化由加热辊的耐热硅橡胶的变形来吸收。隔膜上的胶融化，在极片尺寸范围内，隔膜与极片紧密粘合。在极片尺寸范围外，隔膜和隔膜紧密粘合，完成复合的过程。复合后的产品表面平整，不夹杂气泡。经拉力测试，其粘合力达到标准。

本实施例的复合加热块是在热变形率低的模具钢加热轴的表面上复合一层耐热硅橡胶。

耐热硅橡胶通过直接硫化复合在热变形率低模具钢加热轴上或者在热变形率低模具钢加热轴上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

所述耐热硅橡胶可采用弹性佳，耐高温300度以上，传热快，使用寿命长的烫金印刷用硅胶板。

所述耐热硅基胶可采用粘接强度高、稳定性能好，能在-60～310℃范围内长期发挥其效能的耐高温甲基苯基乙烯基硅橡胶。

耐热硅橡胶厚度为0.7mm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：该复合加热块是在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块的表面上复合一层耐热硅橡胶。

2.根据权利要求1所述的耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：耐热硅橡胶耐高温300度以上。

3.根据权利要求1所述的耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：所述耐热硅橡胶采用烫金印刷用硅胶板。

4.根据权利要求1所述的耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：所述耐热硅橡胶厚度为0.5～2mm。

5.权利要求1所述的耐热橡胶和金属复合加热块的制备方法，其特征在于：耐热硅橡胶直接复合在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上或者在黄铜、铝合金或者热作模具钢加热块上用弹性耐热硅基胶粘接一层耐热硅橡胶。

6.根据权利要求5所述的耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：所述耐热硅基胶能在-60～310℃范围内长期发挥其效能。

7.根据权利要求5所述的耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：所述耐热硅基胶采用耐高温有机硅橡胶。

8.根据权利要求7所述的耐热橡胶和金属复合加热块，其特征在于：所述耐热硅基胶采用甲基苯基乙烯基硅橡胶。

9.权利要求1、2或3任意一个权利要求所述的耐热橡胶和金属复合加热块的应用，其特征在于：用于铝塑膜包装动力电池生产过程中铝塑膜的热熔复合封口和电池隔膜与极片之间复合成型。