CN105751640A

CN105751640A - 一种用于新能源汽车锂电池组的pet薄膜

Info

Publication number: CN105751640A
Application number: CN201610140069.3A
Authority: CN
Inventors: 金闯; 葛东来
Original assignee: Suzhou Sidike New Material Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Sidike New Material Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: CN105751640B

Abstract

本发明提供一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和离型涂层；胶粘层包括如下重量份原料配方：丙烯酸压敏胶80～120份；溶剂50～80份；色膏8～15份；异氰酸酯0.7～1.5份；锂盐0.1～0.5份；迟缓剂0.1～0.5份；助剂0.5～5份；其中溶剂包括30～60wt％的乙酸乙酯和40～70wt％的丁酮；色膏包括80～85wt％的蓝色色膏、10～20wt％的白色色膏和1～5wt％的黄色色膏。本发明PET薄膜柔韧性高、耐穿刺、绝缘性好、耐高温、与锂电池的铝壳粘附性好，且剥离无残胶，有效实现了在新能源汽车行驶时对锂电池组的保护。

Description

一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜

技术领域

本发明涉及PET薄膜。更具体地说，本发明涉及一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜。

背景技术

为了解决日益严重的能源和环境问题，节能减排越来越受到全世界各国的重视，对于汽车所造成的环境污染问题，目前最好的解决办法就是大力发展新能源汽车，尤其是电动汽车。由此，作为新能源汽车的一个关键部件，锂电池组正随着新能源汽车的普及而被广泛应用，其供电性能、稳定性和安全性是决定新能源汽车的进一步发展和市场推广的一个重要因素。

新能源汽车在行驶时具有高速移动、剧烈震动、高温工作和快速充放电的特点，致使动力电池在使用时存在撞击、刺伤、短连接、跌落、浸水、火烧等潜在危险，动力电池百万分之一的非安全率都会造成极其严重的后果，所以，相对于传统燃料汽车，电池组的易燃易爆性使电动汽车较为脆弱。目前国外发达国家多是使用碳纤维等高强度复合材料对电池组加以包裹保护，但这种做法成本太高。因此，亟需一种可用于新能源汽车锂电池组安全绝缘隔离的适用性广的保护膜。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，通过将丙烯酸压敏胶溶于由乙酸乙酯和丁酮以一定配比组成的溶剂中，再添加合适的固化剂得到的胶粘剂自身具有较高的内聚力，且对PET有较高的附着力，将由此胶粘剂复合得到的双层PET用于锂电池组的绝缘隔离，可极大提高锂电池组的安全性能。基于这种发现，完成了本发明。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其耐穿刺、绝缘性好、耐高温、与锂电池的铝壳粘附性好，且剥离无残胶，

有效实现了在新能源汽车行驶时对锂电池组的保护。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和离型涂层，双层PET层的设置可有效保证锂电池组的稳定性和安全性；

所述胶粘层包括如下重量份的原料配方：

其中，溶剂包括30～60wt％的乙酸乙酯和40～70wt％的丁酮；

所述色膏包括80～85wt％的蓝色色膏、10～20wt％的白色色膏和1～5wt％的黄色色膏。

在上述胶粘层原料配方中，溶剂对胶粘层中丙烯酸压敏胶交联固化反应的程度、交联密度、胶粘层的粘结性和柔软性等均有较大的影响，本发明采用合适比例的乙酸乙酯和丁酮作为溶剂，可有效提高胶粘层的内聚力，且与PET的附着力也有所提高。

在上述胶粘层原料配方中，异氰酸酯和锂盐均为固化剂，异氰酸酯可通过与反应体系中的其他组分进行固化反应形成立体交联网络，提高胶粘层的交联密度，以获得更好的粘接和机械性能，在此基础上，锂盐的加入可在很大程度上避免胶粘层在高温下出现的丝状裂纹，从而显著提高粘结层的抗压强度、耐磨性及耐高温性能。

优选的是，其中，所述离型涂层为非硅离型涂层，在PET的外面均匀涂布一层离型涂层，可提高PET薄膜表面的平整光洁性，但含硅离型层易产生硅转移问题，影响胶粘层的粘着性，这会给新能源汽车中锂电池组的应用带来潜在的隐患。

优选的是，其中，所述非硅离型涂层具有质量比为3～6的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯，PET膜表面结晶高度取向，会影响涂层分子不易渗透进入PET膜内，会影响基膜与涂层的界面结合问题，PET膜大分子结构中含有酯键、羟基和羧基，氨基甲酸酯中也有酯键，利于涂层与PET的粘结性，通过在氨基甲酸酯涂层中添加一定量的聚酯丙烯酸酯可有效提高PET涂层的粘结牢固性，这可能是聚酯丙烯酸酯含有和PET相同的酯基、羟基和羧基，相似的结构可提高涂层与PET之间的化学键更易键合。

优选的是，其中，所述色膏的粘度为1500～5000CPS，PET膜内添加适当比例的色膏可提高锂电池组的外观，其中添加色膏的粘度需要控制在一定范围内，若色膏粘度过高，会影响其在反应体系中的分散性，若色膏粘度过低，会在一定程度上影响产品的流动性，混合时不易控制。

优选的是，其中，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm，以保证整个胶粘层的流动稳定性和储存稳定性，同时也避免色差的产生。

优选的是，其中，所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在60～120℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份，提高了薄膜的环保性，此外若胶粘层中的溶剂残留量过高，在PET薄膜的后期放置或使用过程中也会出现内聚力差及脱胶的问题。

优选的是，其中，所述异氰酸酯选自萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯、1,4-环己烷异氰酸酯和三甲基己二异氰酸酯的任一种。

优选的是，其中，所述锂盐选自乙酰丙酮锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂及氨基甲酰基磷酸二锂中的任一种。

优选的是，其中，所述助剂包括40～50wt％的消泡剂、15～20wt％的流平剂、10～15wt％的分散剂及20～30wt％的稳定剂，四种助剂之间的协同配合作用可有效提高胶粘层的加工性能。

优选的是，其中，所述迟缓剂选自三硬脂酸甘油酯、鞣酸中的任意一种，用以控制胶粘层交联的速度。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)本发明中的胶粘层采用合适配比的乙酸乙酯和丁酮作为溶剂，采用合适配比的异氰酸酯和锂盐作为固化剂，有效提高了胶粘层的内聚力以及与PET之间的粘着力；

(2)本发明在PET外面还涂覆一层非硅离型涂层，该非硅离型涂层具有质量比为3～6的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯，提高了该涂层与PET膜的界面结合强度；

(3)本发明的PET薄膜设置为双层，进一步提高了薄膜的抗穿刺强度，且在高温高湿环境下具有较好的柔韧性和稳定性，无翘曲、剥离无残胶。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的双层PET薄膜应用于锂电池的状态示意图；

图2为本发明另一实例中PET薄膜的结构示意图。

图中：1、PET薄膜，2、封装于铝壳的锂电池，11、第一胶粘层，12、第一PET层，13、第二胶粘层，14、第二PET层，15、非硅离型涂层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1和图2示出了根据本发明的一种实现方式，新能源汽车锂电池为铝壳封装，当汽车在行驶过程中，锂电池之间的碰撞、挤压、浸水、漏液甚至穿刺都可能会造成严重的后果，所以需要将锂电池采用绝缘性好、机械性能好的薄膜进行包裹，参照图1，锂电池采用本发明的双层PET进行包覆，图1显示了双层薄膜从锂电池呈部分撕开的状态图；参照图2，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层11、第一PET层12、第二胶粘层13、第二PET层14和非硅离型涂层15。

<实例1>

一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和非硅离型涂层，其中第一胶粘层和第二胶粘层的成分相同，均包括如下重量份的原料配方：丙烯酸压敏胶80份；溶剂50份；色膏8份；萘二异氰酸酯1.5份；乙酰丙酮锂0.5份；三硬脂酸甘油酯0.5份；助剂5份；

其中，所述非硅离型涂层具有质量比为3的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯；所述溶剂包括30wt％的乙酸乙酯和70wt％的丁酮；所述助剂包括40wt％的消泡剂、20wt％的流平剂、10wt％的分散剂及30wt％的稳定剂；

所述色膏的粘度为1500CPS，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm，所述色膏包括80wt％的蓝色色膏、15wt％的白色色膏和5wt％的黄色色膏；

所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在60℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份。采用本实例制备得到的PET薄膜的各项性能参数见表1。

<实例2>

一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和非硅离型涂层，其中第一胶粘层和第二胶粘层的成分相同，均包括如下重量份的原料配方：丙烯酸压敏胶120份；溶剂80份；色膏15份；对苯二异氰酸酯0.8份；乙酰丙酮锂0.1份；三硬脂酸甘油酯0.1份；助剂0.5份；

其中，所述非硅离型涂层具有质量比为6的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯；所述溶剂包括60wt％的乙酸乙酯和40wt％的丁酮；所述助剂包括50wt％的消泡剂、15wt％的流平剂、15wt％的分散剂及20wt％的稳定剂；

所述色膏的粘度为5000CPS，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm，所述色膏包括85wt％的蓝色色膏、14wt％的白色色膏和1wt％的黄色色膏；

所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在120℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份。采用本实例制备得到的PET薄膜的各项性能参数见表1。

<实例3>

一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和非硅离型涂层，其中第一胶粘层和第二胶粘层的成分相同，均包括如下重量份的原料配方：丙烯酸压敏胶100份；溶剂60份；色膏10份；己二异氰酸酯1.0份；双三氟甲烷磺酰亚胺锂0.3份；鞣酸0.3份；助剂2.5份；

其中，所述非硅离型涂层具有质量比为4的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯；所述溶剂包括50wt％的乙酸乙酯和50wt％的丁酮；所述助剂包括45wt％的消泡剂、17wt％的流平剂、13wt％的分散剂及25wt％的稳定剂；

所述色膏的粘度为3000CPS，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm，所述色膏包括82wt％的蓝色色膏、13wt％的白色色膏和5wt％的黄色色膏；

所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在80℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份。采用本实例制备得到的PET薄膜的各项性能参数见表1。

<实例4>

一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和非硅离型涂层，其中第一胶粘层和第二胶粘层的成分相同，均包括如下重量份的原料配方：丙烯酸压敏胶90份；溶剂70份；色膏12份；1,4-环己烷异氰酸酯0.8份；氨基甲酰基磷酸二锂0.4份；三硬脂酸甘油酯0.4份；助剂4份；

其中，所述非硅离型涂层具有质量比为5的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯；所述溶剂包括35wt％的乙酸乙酯和65wt％的丁酮；所述助剂包括42wt％的消泡剂、19wt％的流平剂、12wt％的分散剂及27wt％的稳定剂；

所述色膏的粘度为2000CPS，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm，所述色膏包括80wt％的蓝色色膏、18wt％的白色色膏和2wt％的黄色色膏；

所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在90℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份。采用本实例制备得到的PET薄膜的各项性能参数见表1。

<实例5>

一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和非硅离型涂层，其中第一胶粘层和第二胶粘层的成分相同，均包括如下重量份的原料配方：丙烯酸压敏胶85份；溶剂60份；色膏9份；三甲基己二异氰酸酯1.2份；乙酰丙酮锂0.2份；鞣酸0.2份；助剂2.3份；

其中，所述非硅离型涂层具有质量比为4.5的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯；所述溶剂包括54wt％的乙酸乙酯和46wt％的丁酮；所述助剂包括47wt％的消泡剂、16wt％的流平剂、15wt％的分散剂及22wt％的稳定剂；

所述色膏的粘度为3500CPS，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm，所述色膏包括85wt％的蓝色色膏、12wt％的白色色膏和3wt％的黄色色膏；

所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在110℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份。采用本实例制备得到的PET薄膜的各项性能参数见表1。

为了说明本发明的效果，发明人提供比较实验如下：

<比较例1>

在选取胶粘层反应体系的固化剂时，仅采用单一的异氰酸酯，其余参数与实例2中的完全相同，工艺过程也完全相同。

<比较例2>

在选取胶粘层反应体系的溶剂时，仅采用单一的乙酸乙酯，其余参数与实例3中的完全相同，工艺过程也完全相同。

<比较例3>

PET薄膜外表面涂布的非硅离型涂层仅具有单一的氨基甲酸酯，其余参数与实例4中的完全相同，工艺过程也完全相同。

通过如下方法对实例和比较例的到的产物进行验证：

附着力测定：在常温环境下，将粘附于锂电池组铝壳上的PET薄膜重复贴合-剥离步骤三次后，观察铝壳上的残胶量；

内聚力测定：将薄膜贴合于镜面不锈钢上，贴合面积1inch²，延贴合方向施加1KG重量砝码，持续48h后观察薄膜的位移；

耐翘曲性能测定：将制备得到的PET薄膜包裹于铝壳周围，48h后观察包角处薄膜是否有翘曲现象；

耐高温性能测定：将将制备得到的PET薄膜置于温度为75℃，湿度为90％的条件下放置48h，观察薄膜是否有翘曲现象以及剥离是否有残胶；

绝缘性测定：测定PET薄膜在1000V电压下的表面电阻、以及分别在交流电和直流电条件下的击穿电压。

表1PET薄膜的各项性能参数

从上表1能够看出，比较例1与实例相比，在PET薄膜胶粘层的制备过程中仅采用单一的异氰酸酯，PET薄膜在高温条件下有少量残胶。

比较例2与实例相比，在PET薄膜胶粘层的制备过程中仅采用单一的乙酸乙酯作为溶剂，胶粘层的内聚力较差，对工艺过程的控制性变差，制备得到的薄膜在使用时易出现翘曲现象，同时由于薄膜内部的不均一性也导致PET薄膜的击穿电压明显下降。

比较例3与实例相比，在PET薄膜表面离型涂层的制备过程中仅采用单一的氨基甲酸酯，离型涂层与PET之间的粘结性能降低，高温环境下易发生起边、翘曲现象。

可见，本发明在制备胶粘层时以丙烯酸压敏胶为基础，采用合适配比的混合溶剂、固化剂及助剂等，有效提高了胶粘层的内聚力和持久稳定性，以此胶粘层制备得到的双层PET薄膜抗穿刺强度高，具有优异的绝缘性能，与锂电池铝壳的附着力好，且在高温高湿环境下具有较好的稳定性，无翘曲、剥离无残胶。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种用于新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其粘附于锂电池铝壳外侧，其特征在于，所述PET薄膜从下到上依次包括第一胶粘层、第一PET层、第二胶粘层、第二PET层和离型涂层；

所述胶粘层包括如下重量份的原料配方：

其中，溶剂包括30～60wt％的乙酸乙酯和40～70wt％的丁酮；

2.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述离型涂层为非硅离型涂层。

3.如权利要求2所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述非硅离型涂层具有质量比为3～6的氨基甲酸酯和聚酯丙烯酸酯。

4.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述色膏的粘度为1500～5000CPS。

5.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述色膏中固体颗粒的粒径不大于10μm。

6.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述胶粘层涂布于PET层单面或双面后在60～120℃下烘干至所述胶粘层中的溶剂残留量不超过0.5份。

7.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述异氰酸酯选自萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯、1,4-环己烷异氰酸酯和三甲基己二异氰酸酯的任一种。

8.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述锂盐选自乙酰丙酮锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂及氨基甲酰基磷酸二锂中的任一种。

9.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述助剂包括40～50wt％的消泡剂、15～20wt％的流平剂、10～15wt％的分散剂及20～30wt％的稳定剂。

10.如权利要求1所述的新能源汽车锂电池组的PET薄膜，其特征在于，所述迟缓剂选自三硬脂酸甘油酯、鞣酸中的任意一种。