CN109868092A - 一种应用于锂电池领域的热熔胶水 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种应用于锂电池领域的热熔胶水，是由以下原料按照重量份组成：聚异丁烯橡胶、热塑性橡胶、端氨基液体丁腈橡胶、填料、石油树脂、马来酸酐改性聚丙烯、亲水性扩链剂、引发剂、环烷油、抗氧剂、乙二胺水溶液。本发明提供的应用于锂电池领域的热熔胶水，粘结力稳定，结晶固化速率快的特点，实用方便，受环境影响小，操作容易，生产效率高，端氨基液体丁腈橡胶提高热熔胶水的剪切强度和剥离强度，亲水性扩链剂的增加，提升粘稠乳液与乙二胺水溶液相溶，提高乳液的稳定性，提高胶水的拉伸强度，通过在反应时加入氮气保护，保证产品的质量，具有突出的实质性特点和显著的进步。

Description

一种应用于锂电池领域的热熔胶水

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种应用于锂电池领域的热熔胶水。

背景技术

锂电池由于其能量密度高，可多次循环使用，寿命长，污染小，广泛使用在手机、笔记本等领域。随着科技的提高，各领域对锂电池要求越来越高，其中对锂电池的抗摔性能提出了很高的要求，锂电池的抗摔性能决定着锂电池的稳定性和安全性。锂电池抗摔性能主要是由极组与外包装材料的贴合性决定，若电池极组与外包装材料贴合性不好，当电池水平或者垂直运动时，极组和外包装材料就会有相对的运动，严重时会造成极组变形导致电池短路，从而带来电池着火、爆炸等危险。锂电池的外包装材料主要选择铝塑膜，铝塑膜由聚丙烯、铝、尼龙三层结构构成，其中靠极组面的为聚丙烯材料，极组粘结面为铝箔或聚乙烯隔膜。目前，锂电池的极组和外包装材料之间没有进行任何固定，极组和外包装材料之间容易发生相对位移，抗摔能力差，安全性低，使用寿命短，质量不稳定。之所以在极组和外包装材料之间不设置胶带或胶水进行固定，是因为现有的胶带或胶水中的成分会与锂电池内的电解液发生化学反应，从而影响锂电池的性能。此外，如果要将极组和外包装材料进行粘合，通常要使用双面胶带，而使用双面胶带时，极组和外包装材料的贴合位置会被双面胶带固定住，不能再对极组和外包装材料的位置进行调整，从而影响锂电池的外观和性能，不符合锂电池的生产工艺需求，存在改进的必要。为此，我们提出一种应用于锂电池领域的热熔胶水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于锂电池领域的热熔胶水，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于锂电池领域的热熔胶水，是由以下原料按照重量份组成：聚异丁烯橡胶112-134份、热塑性橡胶95-115份、端氨基液体丁腈橡胶45-55份、填料35-47份、石油树脂(增粘剂)15-24份、马来酸酐改性聚丙烯12-16份、亲水性扩链剂10-15份、引发剂9-15份、环烷油(增塑剂)6-10份、抗氧剂3-8份、乙二胺水溶液25-35份。

优选的，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丁酸或乙二胺基磺酸钠中的一种。

优选的，所述引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵、N-二乙基苯胺按照重量比为6:7:4的比例混合而成。

优选的，所述填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑按照重量比为3:5:3的比例混合而成。

优选的，所述抗氧剂选自二苯胺、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯中的一种。

优选的，所述聚异丁烯橡胶的重均分子量为110000-130000。

优选的，所述端氨基液体丁腈橡胶中的氨基含量为16％-19％。

优选的，该热熔胶水的制备方法包括如下步骤：

S1、将聚异丁烯橡胶和热塑性橡胶依次放入开炼机中，升高温度至96-112℃，然后加入马来酸酐改性聚丙烯，启动设备，开始混炼，混炼40-50min；

S2、将开炼机升高温度至156-172℃，向开炼机中加入端氨基液体丁腈橡胶、填料、石油树脂和环烷油，添加完成后，充入氮气增压至1.3-1.5atm，继续搅拌混炼1-2h，得到熔融状的混合物；

S3、将引发剂和抗氧剂依次放入反应釜中，加热至115-125℃，并同时通入氮气保持，启动搅拌，搅拌15-25min，得到混合液；

S4、将反应釜中的混合液升温至165-175℃，分批加入步骤S2得到的混合物，持续搅拌1-2h，氮气保压，得到粘稠乳液；

S5、在乙二胺水溶液中加入亲水性扩链剂，搅拌升温至85-95℃，将粘稠乳液趁热加入到乙二胺水溶液中，持续搅拌2-3h，同时以20-30℃/h的速度使温度降至室温；

S6、装桶，即得应用于锂电池领域的热熔胶水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的应用于锂电池领域的热熔胶水，粘结力稳定，结晶固化速率快的特点，实用方便，受环境影响小，操作容易，生产效率高，马来酸酐改性聚丙烯极大地改善填料与异丁烯橡胶和热塑性橡胶的分散性，故能有效地增强填料在异丁烯橡胶和热塑性橡胶的分散，从而提高拉伸和冲击强度，端氨基液体丁腈橡胶提高热熔胶水的剪切强度和剥离强度，亲水性扩链剂的增加，提升粘稠乳液与乙二胺水溶液相溶，提高乳液的稳定性，提高胶水的拉伸强度，石油树脂提高热熔胶水的粘合力、耐酸碱性，降低生产成本，氧化剂防止系统中的高分子材料在高温下老化，使产品性能降低，防止空气中的氧氧化主体材料，通过在反应时加入氮气保护，保证产品的质量，具有突出的实质性特点和显著的进步。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如下技术方案：

实施例1

一种应用于锂电池领域的热熔胶水，是由以下原料按照重量份组成：聚异丁烯橡胶112份、热塑性橡胶95份、端氨基液体丁腈橡胶45份、填料35份、石油树脂(增粘剂)15份、马来酸酐改性聚丙烯12份、亲水性扩链剂10份、引发剂9份、环烷油(增塑剂)6份、抗氧剂3-8份、乙二胺水溶液25-35份。

亲水性扩链剂为二羟甲基丁酸或乙二胺基磺酸钠中的一种；引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵、N-二乙基苯胺按照重量比为6:7:4的比例混合而成；填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑按照重量比为3:5:3的比例混合而成；抗氧剂选自二苯胺、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯中的一种；聚异丁烯橡胶的重均分子量为110000；端氨基液体丁腈橡胶中的氨基含量为16％。

热熔胶水的制备方法包括如下步骤：

S1、将聚异丁烯橡胶和热塑性橡胶依次放入开炼机中，升高温度至96℃，然后加入马来酸酐改性聚丙烯，启动设备，开始混炼，混炼40min；

S2、将开炼机升高温度至156℃，向开炼机中加入端氨基液体丁腈橡胶、填料、石油树脂和环烷油，添加完成后，充入氮气增压至1.3atm，继续搅拌混炼1h，得到熔融状的混合物；

S3、将引发剂和抗氧剂依次放入反应釜中，加热至115℃，并同时通入氮气保持，启动搅拌，搅拌15min，得到混合液；

S4、将反应釜中的混合液升温至165℃，分批加入步骤S2得到的混合物，持续搅拌1h，氮气保压，得到粘稠乳液；

S5、在乙二胺水溶液中加入亲水性扩链剂，搅拌升温至85℃，将粘稠乳液趁热加入到乙二胺水溶液中，持续搅拌2h，同时以20℃/h的速度使温度降至室温；

S6、装桶，即得应用于锂电池领域的热熔胶水。

实施例2

一种应用于锂电池领域的热熔胶水，是由以下原料按照重量份组成：聚异丁烯橡胶123份、热塑性橡胶105份、端氨基液体丁腈橡胶50份、填料41份、石油树脂(增粘剂)20份、马来酸酐改性聚丙烯14份、亲水性扩链剂13份、引发剂12份、环烷油(增塑剂)8份、抗氧剂6份、乙二胺水溶液30份。

亲水性扩链剂为二羟甲基丁酸或乙二胺基磺酸钠中的一种；引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵、N-二乙基苯胺按照重量比为6:7:4的比例混合而成；填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑按照重量比为3:5:3的比例混合而成；抗氧剂选自二苯胺、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯中的一种；聚异丁烯橡胶的重均分子量为120000；端氨基液体丁腈橡胶中的氨基含量为17％。

热熔胶水的制备方法包括如下步骤：

S1、将聚异丁烯橡胶和热塑性橡胶依次放入开炼机中，升高温度至104℃，然后加入马来酸酐改性聚丙烯，启动设备，开始混炼，混炼45min；

S2、将开炼机升高温度至164℃，向开炼机中加入端氨基液体丁腈橡胶、填料、石油树脂和环烷油，添加完成后，充入氮气增压至1.4atm，继续搅拌混炼1.5h，得到熔融状的混合物；

S3、将引发剂和抗氧剂依次放入反应釜中，加热至120℃，并同时通入氮气保持，启动搅拌，搅拌20min，得到混合液；

S4、将反应釜中的混合液升温至170℃，分批加入步骤S2得到的混合物，持续搅拌1.5h，氮气保压，得到粘稠乳液；

S5、在乙二胺水溶液中加入亲水性扩链剂，搅拌升温至90℃，将粘稠乳液趁热加入到乙二胺水溶液中，持续搅拌2.5h，同时以25℃/h的速度使温度降至室温；

S6、装桶，即得应用于锂电池领域的热熔胶水。

实施例3

一种应用于锂电池领域的热熔胶水，是由以下原料按照重量份组成：聚异丁烯橡胶134份、热塑性橡胶115份、端氨基液体丁腈橡胶55份、填料47份、石油树脂(增粘剂)24份、马来酸酐改性聚丙烯16份、亲水性扩链剂15份、引发剂15份、环烷油(增塑剂)10份、抗氧剂8份、乙二胺水溶液35份。

亲水性扩链剂为二羟甲基丁酸或乙二胺基磺酸钠中的一种；引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵、N-二乙基苯胺按照重量比为6:7:4的比例混合而成；填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑按照重量比为3:5:3的比例混合而成；抗氧剂选自二苯胺、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯中的一种；聚异丁烯橡胶的重均分子量为130000；端氨基液体丁腈橡胶中的氨基含量为19％。

热熔胶水的制备方法包括如下步骤：

S1、将聚异丁烯橡胶和热塑性橡胶依次放入开炼机中，升高温度至112℃，然后加入马来酸酐改性聚丙烯，启动设备，开始混炼，混炼50min；

S2、将开炼机升高温度至172℃，向开炼机中加入端氨基液体丁腈橡胶、填料、石油树脂和环烷油，添加完成后，充入氮气增压至1.5atm，继续搅拌混炼2h，得到熔融状的混合物；

S3、将引发剂和抗氧剂依次放入反应釜中，加热至125℃，并同时通入氮气保持，启动搅拌，搅拌25min，得到混合液；

S4、将反应釜中的混合液升温至175℃，分批加入步骤S2得到的混合物，持续搅拌2h，氮气保压，得到粘稠乳液；

S5、在乙二胺水溶液中加入亲水性扩链剂，搅拌升温至95℃，将粘稠乳液趁热加入到乙二胺水溶液中，持续搅拌3h，同时以30℃/h的速度使温度降至室温；

S6、装桶，即得应用于锂电池领域的热熔胶水。

为体现本发明的有益效果，做出如下实验：

选取市场上常用的两种不同品牌的热熔胶水，作为对比例1和对比例2，将实施例1-3制得的热熔胶水和对比例1-2的热熔胶水的性能进行测试，分别制成25*25mm面积的矩形结构，得到如下表1所示结果：

表1

粘结强度的测定：按照ASTMD1002采用万能试验机测定粘接强度。在室温条件下，基材尺寸为150mm×30mm×2mm，涂胶长度约为3cm，以5组试样平均值示之。

由表1数据可得，由本发明实施例1-3制得的热熔胶水在正常情况下与电解液浸泡后的粘结强度均大于对比例1-2的热熔胶水的粘结强度，且实施例1-3的粘结强度保持率亦高于对比例1-2的粘结强度保持率可知，本发明提供的热熔胶水强度更佳。

本发明提供的应用于锂电池领域的热熔胶水，粘结力稳定，结晶固化速率快的特点，实用方便，受环境影响小，操作容易，生产效率高，马来酸酐改性聚丙烯极大地改善填料与异丁烯橡胶和热塑性橡胶的分散性，故能有效地增强填料在异丁烯橡胶和热塑性橡胶的分散，从而提高拉伸和冲击强度，端氨基液体丁腈橡胶提高热熔胶水的剪切强度和剥离强度，亲水性扩链剂的增加，提升粘稠乳液与乙二胺水溶液相溶，提高乳液的稳定性，提高胶水的拉伸强度，石油树脂提高热熔胶水的粘合力、耐酸碱性，降低生产成本，氧化剂防止系统中的高分子材料在高温下老化，使产品性能降低，防止空气中的氧氧化主体材料，通过在反应时加入氮气保护，保证产品的质量，具有突出的实质性特点和显著的进步。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于，是由以下原料按照重量份组成：聚异丁烯橡胶112-134份、热塑性橡胶95-115份、端氨基液体丁腈橡胶45-55份、填料35-47份、石油树脂(增粘剂)15-24份、马来酸酐改性聚丙烯12-16份、亲水性扩链剂10-15份、引发剂9-15份、环烷油(增塑剂)6-10份、抗氧剂3-8份、乙二胺水溶液25-35份。

2.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于：所述亲水性扩链剂为二羟甲基丁酸或乙二胺基磺酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于：所述引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵、N-二乙基苯胺按照重量比为6:7:4的比例混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑按照重量比为3:5:3的比例混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于：所述抗氧剂选自二苯胺、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于：所述聚异丁烯橡胶的重均分子量为110000-130000。

7.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于：所述端氨基液体丁腈橡胶中的氨基含量为16％-19％。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种应用于锂电池领域的热熔胶水，其特征在于，该热熔胶水的制备方法包括如下步骤：

S1、将聚异丁烯橡胶和热塑性橡胶依次放入开炼机中，升高温度至96-112℃，然后加入马来酸酐改性聚丙烯，启动设备，开始混炼，混炼40-50min；

S2、将开炼机升高温度至156-172℃，向开炼机中加入端氨基液体丁腈橡胶、填料、石油树脂和环烷油，添加完成后，充入氮气增压至1.3-1.5atm，继续搅拌混炼1-2h，得到熔融状的混合物；

S3、将引发剂和抗氧剂依次放入反应釜中，加热至115-125℃，并同时通入氮气保持，启动搅拌，搅拌15-25min，得到混合液；

S4、将反应釜中的混合液升温至165-175℃，分批加入步骤S2得到的混合物，持续搅拌1-2h，氮气保压，得到粘稠乳液；

S5、在乙二胺水溶液中加入亲水性扩链剂，搅拌升温至85-95℃，将粘稠乳液趁热加入到乙二胺水溶液中，持续搅拌2-3h，同时以20-30℃/h的速度使温度降至室温；

S6、装桶，即得应用于锂电池领域的热熔胶水。