CN110903774A - 锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶及加工方法，高温绝缘胶包括中间层、改性涂层以及PP绝缘层，中间层两侧分别设置有改性涂层，改性涂层外侧分别设置有一层PP绝缘层，加工方法包括下述步骤：S1、准备中间层材料，按需要的宽度准备PEN或PET膜；S2、在中间层材料两侧涂布UV胶；步骤；S3、采用UV灯对涂布的UV胶进行固化，使其附着在中间层材料上；S4、按照PP绝缘层宽度准备与其相配合使用的PEN或PET膜；S5、将马来酸酐接枝改性的PP颗粒采用螺杆挤出机挤出，绝缘层直接附着在保护层上；S6、将中间层上下分别设置一层绝缘层，再通过热复合机构，将三层材料符合在一起，形成耐高温绝缘胶。

Description

锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶及加工方法
技术领域
本发明公开一种锂电池绝缘胶，特别是一种锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶及加工方法。
背景技术
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池以其电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、可快速充电且工作温度范围大的诸多优点，在人们生活中应用越来越多，可谓是应用于人们生活中的各个领域，且大有取代传统干电池、充电电池(镍氢电池、镍铬电池等)以及蓄电池等趋势。
一般的锂电池结构都包括有正极材料、负极材料以及绝缘隔膜构成，正极材料和负极材料分设在绝缘隔膜两侧，由绝缘隔膜对其进行绝缘，正极材料和负极材料分别附着在极耳胶上，当电池在受到高温时，容易产生正负极短路，造成电池损坏，因此，需要在电池的正负极间设置耐高温绝缘胶，以解决此类问题。然而，目前的此种耐高温绝缘胶完全依赖进口，价格昂贵，且制作方法无从而知，国内尚无此类或类似商品，此为本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的耐高温绝缘胶价格昂贵的缺点，本发明提供一种锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶及加工方法，其采用特殊的加工工艺，使耐高温绝缘胶结构稳定，性能良好。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，高温绝缘胶包括中间层、改性涂层以及PP绝缘层，中间层两侧分别设置有改性涂层，改性涂层外侧分别设置有一层PP绝缘层。
一种如上述的锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶的加工方法，该加工方法包括下述步骤：
步骤S1、备料：准备中间层材料，按需要的宽度准备PEN或PET膜；
步骤S2、涂布：在中间层材料两侧涂布UV胶；
步骤S3、固化：采用UV灯对涂布的UV胶进行固化，使其附着在中间层材料上；
步骤S4、保护层备料：按照PP绝缘层宽度准备与其相配合使用的PEN或PET膜；
步骤S5、生成绝缘层：将马来酸酐接枝改性的PP颗粒采用螺杆挤出机挤出，绝缘层直接附着在保护层上；
步骤S6、热复合：将中间层上下分别设置一层绝缘层，再通过热复合机构，将三层材料符合在一起，形成耐高温绝缘胶。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的中间层采用PEN或PET，中间层厚度为0.03±0.005mm。
所述的改性涂层采用UV胶。
所述的PP绝缘层采用马来酸酐接枝的PP材料制成，PP绝缘层厚度为0.04±0.005mm。
所述的PP绝缘层外侧设置有保护膜。
所述的步骤S2中，涂布阶段采用UV胶涂布头，UV胶涂布头连接在UV涂布机上。
所述的步骤S5中，绝缘层包括上层绝缘层和下层绝缘层，两层分别通过挤出头生成，上层挤出头和下层挤出头分别与热复合机构相对设置，上层挤出头和下层挤出头均采用衣架形挤出头。
所述的步骤S6中，热复合时，热复合温度为180℃～240℃。
所述的步骤S6中，热复合时采用热复合机构，热复合机构包括主动复合辊、从动复合辊和加热机构，主动复合辊和被动复合辊相对设置，主动复合辊采用刚性材质制成，被动复合辊采用柔性材质制成，主动复合辊内设置有加热装置。
本发明的有益效果是：本发明采用底涂配合热复合工艺，可使耐高温绝缘胶结构稳定，性能良好。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明绝缘胶局部剖面结构示意图。
图2为本发明加工方法流程方框图。
图3为本发明系统结构图。
图4为本发明中挤出头结构示意图。
图中，1-中间层，2-改性涂层，3-PP绝缘层，4-保护膜，5-主料带轮，6-UV胶涂布头，7-UV灯，8-主动复合辊，9-从动复合辊，10-加热机构，11-上层挤出头，12-上层保护膜料带轴，13-下层挤出头，14-下层保护膜料带轴，15-上层导向轮，16-下层导向轮，17-中间层料带，18-上层保护膜料带，19-下层保护膜料带，20-收料轮，21-连接接口，22-条形挤出口。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
请参看附图1，本发明主要为一种锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，其主要包括中间层1、改性涂层2以及PP绝缘层3，中间层1两侧分别设置有改性涂层2，改性涂层2外侧分别设置有一层PP绝缘层3。本实施例中，中间层1采用PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，中间层1厚度为0.03±0.005mm，改性涂层2采用UV胶，本实施例中，UV胶涂覆在中间层1两侧，UV胶主要起到改性的作用，可使中间层1能够与PP绝缘层3复合在一起，本实施例中，对改性涂层2的厚度没有特殊要求，通常其厚度小于0.01mm。本实施例中，PP绝缘层3采用马来酸酐接枝的PP(聚丙烯)材料制成，PP绝缘层3厚度为0.04±0.005mm，其采用热复合的方式与中间层1结合在一起。
本实施例中，在PP绝缘层3外侧还设置有保护膜4，可防止PP绝缘层3在热复合的时候与热复合加热辊发生粘连，保护膜4可采用PEN或PET材质制成，由于保护膜4使用时需要撕除，所以，保护膜4厚度对本发明意义不大，本发明中对其厚度不加以限定。
本发明同时保护一种上述绝缘胶的加工方法，该方法包括下述步骤：
步骤S1、备料：准备中间层材料，按需要的宽度准备PEN或PET膜，本实施例中，中间层材料为整卷材料，使用时将其设置在主料带轮5上；
步骤S2、涂布：在中间层材料两侧涂布UV胶，在中间层材料两侧涂布UV胶，涂布时可采用涂布机进行涂布，以完全覆盖需要的有用区域为准，使有用的工作区域没有缺失，以免影响后续使用，涂布厚度无明确要求，在全面覆盖的基础上，越薄越好，理论厚度不超过0.01mm；
本实施例中，涂布阶段主要采用UV胶涂布头6，设置在主料带轮5与热复合机构之间，对中间层料带17进行UV涂布，附图中仅画出来一侧的UV胶涂布头6，具体实施时，其在中间层料带17两侧均设置有UV胶涂布头6，可同时对两侧进行UV胶涂布，也可以在涂布完一侧的UV胶后，将中间层料带17翻转，对另一面进行UV胶涂布，UV胶涂布头6连接在UV涂布机(图中未画出)上，UV涂布机和UV胶涂布头6均采用现有技术中常规的涂布机；
步骤S3、固化：采用UV灯对涂布的UV胶进行固化，使其附着在中间层材料上；
本实施例中，UV灯7设置在UV胶涂布头6后端，对UV胶涂布头6涂布的UV胶进行固化，，UV灯7采用条形UV光源，可一次性对涂布后的UV胶进行UV固化。
步骤S4、保护层备料：按照PP绝缘层宽度准备与其相配合使用的PEN或PET膜，本实施例中，保护层材料为整卷材料，包括上层保护层和下层保护层，使用时，分别将其设置在上层保护膜料带轴12和下层保护膜料带轴14上；
步骤S5、生成绝缘层：将马来酸酐接枝改性的PP颗粒采用螺杆挤出机(常规的薄膜挤出机)挤出，绝缘层直接附着在保护层上，挤出时，采用衣架式挤出头挤出，直接形成带有保护层的绝缘层；
本实施例中，绝缘层包括上层绝缘层和下层绝缘层，两层分别通过挤出头生成，上层挤出头11和下层挤出头13分别与热复合机构相对设置，可使上层挤出头11和下层挤出头13挤出形成的PP绝缘膜刚好送入热复合机构内与中间层料带17一起进行热复合处理。
请参看附图3，本实施例中，上层挤出头11和下层挤出头13分别与螺杆挤出机连接，螺杆挤出机可采用现有技术中的常规的螺杆式挤出机，可将转性的PP材料挤出形成薄膜附着在保护膜上，形成绝缘膜，本实施例中，上层挤出头11和下层挤出头13均采用衣架形挤出头，即挤出头呈三角形，后端为连接接口21，与螺杆挤出机连接，前端为条形挤出口22，即PP材料经上层挤出头11或下层挤出头13挤出时，直接形成薄膜状附着在保护膜上，然后输送至热复合机构处进行热复合。本实施例中，还设置有上层保护膜料带轴12和下层保护膜料带轴14，上层保护膜料带轴12用于卷绕上层保护膜料带18，下层保护膜料带轴14用于卷绕下层保护膜料带19，本实施例中，上层保护膜料带轴12和下层保护膜料带轴14均采用被动方式工作，即通过热复合机构对上层保护膜料带18和下层保护膜料带19的拉力维持其运动，具体实施时，也可以采用主动方式工作，即通过电机等驱动机构驱动上层保护膜料带轴12和下层保护膜料带轴14转动，实现对上层保护膜料带18和下层保护膜料带19的放料。
步骤S6、热复合：将中间层上下分别设置一层绝缘层，再通过热复合机构，将三层材料符合在一起，形成耐高温绝缘胶，本实施例中，热复合时，热复合温度为180℃～240℃。
本实施例中，热复合机构包括主动复合辊8、从动复合辊9和加热机构10，主动复合辊8和被动复合辊5相对设置，主动复合辊8采用刚性材质制成，被动复合辊5采用柔性材质制成，主动复合辊8和被动复合辊5紧贴设置，可通过主动复合辊8带动被动复合辊5转动，对绝缘膜进行热复合，本实施例中，主动复合辊8内设置有加热装置6，对主动复合辊8进行加热，加热装置可采用电加热丝，本实施例中，还设置有复合辊驱动装置，用于驱动主动复合辊8转动，复合辊驱动装置可采用驱动电机，通过驱动电机直接驱动主动复合辊8转动，也可以通过驱动电机带动皮带、链条或齿轮等，通过皮带、链条或齿轮等带动主动复合辊8转动。本实施例中，主动复合辊8采用不锈钢材质制成，被动复合辊5采用硅胶材质制成，通过刚性复合辊和柔性复合辊的配合，实现极耳胶膜的热压合复合。
本实施例中，在热复合机构和上层保护膜料带轴12之间设置有上层导向轮15，在热复合机构和下层保护膜料带轴14之间设置有下层导向轮16，实现料带的导向，使其送入热复合机构更加平稳。
步骤S7、收卷：通过收料机构将热复合后的高温绝缘胶进行收卷，即成成品。本实施例中，与热复合机构对应设置有收料轮20，用于收卷热复合后的材料。收料轮20与收料驱动机构连接，通过收料驱动机构驱动收料轮20转动，实现复合后的物料收卷，本实施例中，收料驱动机构采用驱动电机，通过驱动电机直接驱动收料轮20转动，也可以通过驱动电机带动皮带、链条或齿轮等，通过皮带、链条或齿轮等带动收料轮20转动。
本发明中，中间层材料上底涂有UV胶，可使中间层材料能够与绝缘层相复合在一起，很好的达到防剥离的效果，而绝缘层上附着有保护层，热复合时，保护层一面对应热复合机构设置，其在热复合时，可防止绝缘层与热复合机构发生粘连，由于PEN材料或PET材料与转性PP不会复合在一起，可在使用时将其剥离或者热复合完成后即将其剥离即可。
本发明采用底涂配合热复合工艺，可使耐高温绝缘胶结构稳定，性能良好。

Claims (10)

1.一种锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，其特征是：所述的高温绝缘胶包括中间层、改性涂层以及PP绝缘层，中间层两侧分别设置有改性涂层，改性涂层外侧分别设置有一层PP绝缘层。
2.根据权利要求1所述的锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，其特征是：所述的中间层采用PEN或PET，中间层厚度为0.03±0.005mm。
3.根据权利要求1所述的锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，其特征是：所述的改性涂层采用UV胶。
4.根据权利要求1所述的锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，其特征是：所述的PP绝缘层采用马来酸酐接枝的PP材料制成，PP绝缘层厚度为0.04±0.005mm。
5.根据权利要求1所述的锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶，其特征是：所述的PP绝缘层外侧设置有保护膜。
6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的锂电池极耳三层结构耐高温绝缘胶的加工方法，其特征是：所述的加工方法包括下述步骤：
步骤S1、备料：准备中间层材料，按需要的宽度准备PEN或PET膜；
步骤S2、涂布：在中间层材料两侧涂布UV胶；
步骤S3、固化：采用UV灯对涂布的UV胶进行固化，使其附着在中间层材料上；
步骤S4、保护层备料：按照PP绝缘层宽度准备与其相配合使用的PEN或PET膜；
步骤S5、生成绝缘层：将马来酸酐接枝改性的PP颗粒采用螺杆挤出机挤出，绝缘层直接附着在保护层上；
步骤S6、热复合：将中间层上下分别设置一层绝缘层，再通过热复合机构，将三层材料符合在一起，形成耐高温绝缘胶。
7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征是：所述的步骤S2中，涂布阶段采用UV胶涂布头，UV胶涂布头连接在UV涂布机上。
8.根据权利要求6所述的加工方法，其特征是：所述的步骤S5中，绝缘层包括上层绝缘层和下层绝缘层，两层分别通过挤出头生成，上层挤出头和下层挤出头分别与热复合机构相对设置，上层挤出头和下层挤出头均采用衣架形挤出头。
9.根据权利要求6所述的加工方法，其特征是：所述的步骤S6中，热复合时，热复合温度为180℃～240℃。
10.根据权利要求6所述的加工方法，其特征是：所述的步骤S6中，热复合时采用热复合机构，热复合机构包括主动复合辊、从动复合辊和加热机构，主动复合辊和被动复合辊相对设置，主动复合辊采用刚性材质制成，被动复合辊采用柔性材质制成，主动复合辊内设置有加热装置。
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