CN112500809B - 胶纸及应用所述胶纸的锂离子电池极片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种胶纸,包括沿厚度方向层叠设置的第一复合胶层和第二复合胶层。第二复合胶层包括发泡剂颗粒。第一复合胶层包括第一表面,第二复合胶层包括第一部分和第二部分;其中,第一部分和第二部分分别设置于第一表面,且第一部分与第二部分间隔开形成一个槽,槽的底面为第一表面,使得胶纸在受热后还能继续粘附于物件上,同时有利于胶纸规律的卷曲。本申请还提供一种应用上述胶纸的锂离子电池极片的制备方法。
Description
技术领域
本申请涉及一种胶粘结构,尤其涉及一种胶纸以及一种应用所述胶纸的锂离子电池极片的制备方法。
背景技术
发泡胶在锂离子电池中的应用,其主要是在制作极片过程中浆料涂布之前将已模切的发泡胶贴合在集流体极耳槽位处,然后再进行浆料的连续涂布。在极片烘干工序过程中,已贴合粘接在集流体上的发泡胶受热发泡,与集流体产生剥离,从而在集流体上预留出空白的极耳位。相较于传统激光清洗预留极耳焊接区域,通过粘贴发泡胶预留极耳位,虽然可以避免激光清洗过程导致的铝箔的脆化、氧化,提高集流体寿命和单位容量,但发泡胶在应用过程存在以下问题:一、在烘箱内受热发泡后与集流体完全剥离,完全剥离后的发泡胶在烘箱内热循环风作用下到处乱飘,从而污染烘箱内部环境以及导致极片外观不良。二,胶纸卷曲不规律容易导致预留的极耳槽位周围外观不良。
发明内容
鉴于上述情况,有必要提供一种解决上述技术问题的胶纸和一种应用所述胶纸的锂离子电池极片的制备方法。
本申请提供了一种胶纸,包括沿厚度方向层叠设置的第一复合胶层和第二复合胶层。第二复合胶层包括发泡剂颗粒。第一复合胶层包括第一表面。第二复合胶层包括第一部分和第二部分;其中,第一部分和第二部分分别设置于第一表面,且第一部分与第二部分间隔开形成一个槽,所述槽的底面为所述第一表面。
作为本申请的一种实施方式,第一部分面向第二部分的表面的任意一处至第二部分的最小距离为0.1mm至10mm。
作为本申请的一种实施方式,第一部分面向第二部分的表面与第二部分面向第一部分的表面平行。
作为本申请的一种实施方式,第一部分面向第二部分的表面与第二部分面向第一部分的表面成锐角。
作为本申请的一种实施方式,第一部分面向第二部分的表面或第二部分面向第一部分的表面为不平整表面。
作为本申请的一种实施方式,第一部分和第二部分沿宽度方向间隔开。
作为本申请的一种实施方式,胶纸还包括刻痕,刻痕沿厚度方向贯穿第二复合胶层。
作为本申请的一种实施方式,刻痕设于第一部分和第二部分。
作为本申请的一种实施方式,第一部分上的刻痕与第二部分上的刻痕对应。
作为本申请的一种实施方式,刻痕包括多个。刻痕满足以下条件中的至少一种:每一刻痕至第二复合胶层沿长度方向设置的边缘的最短距离为1mm至5mm,每一刻痕的长度为2mm至20mm,在第一部分上任意相邻两刻痕之间的间距或者在第二部分上任意相邻两刻痕之间的间距为1mm至5mm。
作为本申请的一种实施方式,第一表面包括沿长度方向设置的相对的两侧边。每一侧边从第二复合胶层露出,且每一侧边至第二复合胶层的最短距离为0.5mm至3mm。
作为本申请的一种实施方式,第一部分的长度为10mm至40mm,宽度为2mm至25mm;第二部分长度为10mm至40mm,宽度为2mm至25mm。
本申请还提供了一种锂离子电池极片的制备方法,包括以下步骤:在集流体上的极耳预设位置粘贴如上所述的胶纸,其中,第二复合胶层背离第一复合胶层的一侧与集流体粘接,从槽露出的第一表面与集流体粘接;在上述集流体上涂布活性物质浆料;在第二复合胶层的发泡膨胀温度下烘干活性物质浆料形成涂层,第二复合胶层受热膨胀发泡使得胶纸部分与集流体分离,且胶纸通过从槽露出的第一表面的部分与集流体保持粘接;去除集流体上的膨胀发泡后的胶纸,形成未被涂层覆盖的空箔区;以及将极耳固定于集流体的空箔区,从而制得锂离子电池极片。
本申请中的胶纸,通过第一部分和第二部分之间间隔开形成一个槽,使得第一复合胶层部分从第一部分和第二部分之间的槽中露出,从而在第二复合胶层受热发泡与集流体产生剥离后胶纸能通过从第一部分和第二部分之间的槽中露出的部分第一复合胶层继续粘附于集流体上,进而降低胶纸在受热后与集流体完全分离的可能性。再者,本案中胶纸的结构设计,第一部分和第二部分的之间的槽隔开第一部分和第二部分,有利于第二复合胶层在受热发泡后胶纸规律地沿朝向槽的边缘朝胶纸中间卷曲,从而避免预留的极耳槽位周围出现外观不良的情形。
附图说明
图1为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图2为本申请一实施方式的胶纸的俯视示意图。
图3为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图4为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图5为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图6为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图7为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图8为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图9为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
图10为本申请一实施方式的胶纸的结构示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
下面对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例/实施方式及实施例/实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图9,本申请实施方式提供一种胶纸100,用于贴附于物件(图未示)上,在本申请中,物件以集流体为例子,胶纸100可用于在集流体上涂布活性物质层浆料前贴附于极耳预设区域,而后去除胶纸100以在集流体上形成空箔区。可以理解的,物件不仅限于集流体。
胶纸100包括沿厚度方向X层叠设置的第一复合胶层10和第二复合胶层30。
第一复合胶层10包括第一表面101。第二复合胶层30含有发泡剂颗粒(图未示),使得第二复合胶层30在受热后发泡与集流体产生剥离。第二复合胶层30设置于第一表面101。第二复合胶层30包括第一部分30a和第二部分30b,其中,第一部分30a和第二部分30b之间间隔开形成一个槽,使得第一复合胶层10部分从第一部分30a和第二部分30b之间的槽中露出,从而在第二复合胶层30受热发泡与集流体产生剥离后胶纸100能通过从第一部分30a和第二部分30b之间的槽中露出的部分第一复合胶层10继续粘附于集流体上,进而避免胶纸100在受热后与集流体完全分离。再者,本案中胶纸的结构设计,第一部分和第二部分的之间的槽沿第一方向延伸以隔开第一部分和第二部分,有利于第二复合胶层30在受热发泡后胶纸100规律地沿第一方向的边缘朝胶纸100中间卷曲,从而避免胶纸100卷曲不规律,使得预留的极耳槽位周围出现外观不良的情形。
第一部分30a包括面向第二部分30b的表面302a,第二部分30b包括面向第一部分30a的表面302b。优选的,表面302a的任意一处至表面302b的最小距离可为0.1mm至10mm。在一些实施方式中,第一部分30a和第二部分30b之间的槽的面积可为15mm2至300mm2。
在一些实施方式中,胶纸100大致呈长方体状,其包括相互垂直的长度方向Y和宽度方向Z。厚度方向X垂直于长度方向Y和宽度方向Z。胶纸100沿长度方向Y的长度大于沿宽度方向Z的宽度。以长方体状的胶纸100为例,长度方向Y为胶纸100的长边方向,宽度方向Z为胶纸100的宽度方向。当胶纸100为其他形状时,长度方向为胶纸100最长处所在方向,宽度方向垂直于长度方向。
在一些实施方式中,第一部分30a的长度可为但不仅限于10mm至40mm,宽度可为但不仅限于2mm至25mm。第二部分30b的长度可为但不仅限于10mm至40mm,宽度可为但不仅限于2mm至25mm。
如图1所示,在一些实施方式中,第一部分30a和第二部分30b沿宽度方向Z间隔开,有利于第二复合胶层30在受热发泡后胶纸100规律地沿胶纸100的长边(即胶纸100沿长度方向Y的边缘)向胶纸100中间卷曲,从而避免物件与发泡前的胶纸100贴合的区域出现外观异常。
请结合图2,第一部分30a的表面302a和第二部分30b的表面302b均为平整的表面,且表面302a和表面302b之间平行设置。
第一部分30a的表面302a和第二部分30b的表面302b之间还可成角度设置。如图3所示,第一部分30a的表面302a和第二部分30b的表面302b均为平整的表面,且表面302a和表面302b之间成锐角设置。
在一些实施方式中,如图4至图8所示,表面302a可为不平整的表面,表面302b也可为不平整的表面。
如图4所示,表面302a和表面302b分别为弧形面,且表面302a和表面302b之间的间距自胶纸100的中心区域沿长度方向Y向两侧逐渐减小。
在一些实施方式中,如图5所示,表面302a和表面302b分别为弧形面,且表面302a和表面302b之间的间距自胶纸100的中心区域沿长度方向Y向两侧逐渐增大。
在一些实施方式中,如图6所示,表面302a和表面302b分别为波浪形,且表面302a和表面302b之间平行设置。在一些实施方式中,表面302a和表面302b之间也可不平行。
在一些实施方式中,如图7所示,表面302a和表面302b分别为阶梯形,且第一部分30a和第二部分30b之间的槽呈阶梯状,包括一间距较大的区域和一间距较小的区域。
在一些实施方式中,表面302a和表面302b还可为其他规则或者不规则的形状。表面302a的形状可与表面302b的形状相同或者镜面对称,甚至不同。如图8所示,表面302a为弧形面,表面302b为波浪形。
请参阅图9,胶纸100还可包括刻痕50。刻痕50沿厚度方向X贯穿第二复合胶层30。刻痕50设于第一部分30a或者第二部分30b。刻痕50在第二复合胶层30发泡时会展开,以阻碍第二复合胶层30进一步卷曲,从而避免胶纸卷曲过细导致设置于胶纸上的涂料被挤出引起的产品不良。
刻痕50可为一个,也可为多个。优选的,刻痕50包括多个,分别设置于第一部分30a和第二部分30b。任意两刻痕50之间间隔。
设置于第一部分30a上的刻痕50和设置于第二部分30b上的刻痕50可相互对应、部分错开或者完全错开。如图9所示,设置于第一部分30a上的刻痕50和设置于第二部分30b上的刻痕50一一对应。
每一刻痕50至第二复合胶层30沿长度方向Y设置的边缘的最短距离为1mm至5mm,每一刻痕50的长度为2mm至20mm,在第一部分30a上任意相邻两刻痕50之间的间距或者在第二部分30b上任意相邻两刻痕50之间的间距为1mm至5mm。
优选的,在长度方向Y上的任意两刻痕50之间平行设置。
优选的,每一刻痕50沿宽度方向Z设置。
在一些实施方式中,请参阅图1,第一复合胶层10可包括沿厚度方向X层叠的第一基材层11和第一胶层12。第二复合胶层30可包括沿厚度方向X层叠的第二基材层31和第二胶层32。其中,第二基材层31背离第二胶层32的一侧与第一胶层12背离第一基材层11的一侧结合,使得第二基材层31位于第一胶层12和第二胶层32之间。
发泡剂颗粒分散于第二胶层32中。优选的,发泡剂颗粒在第二胶层32中的质量百分比为10%至70%。
第一基材层11的材质以及第二基材层31的材质可分别包括但不仅限于聚氟烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热缩性材料、聚氯乙烯(PVC)和双向拉伸聚烯烃(POF)热缩膜中的至少一种。其中,聚氟烯烃可为但不仅限于聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。
第一基材层11的厚度以及第二基材层31的厚度可分别优选小于30微米。优选的,第一基材层11的厚度以及第二基材层31的厚度可分别2微米至20微米。
第一胶层12的材质以及第二胶层32的材质可分别包括但不仅限于丙烯酸酯类树脂、聚氨酯中的至少一种。丙烯酸酯类树脂可为但不仅限于丙烯酸2-甲基乙酯(EBN)。
第一胶层12的厚度可为2微米至20微米。
发泡剂颗粒36可为物理发泡剂颗粒或者化学发泡剂颗粒,物理发泡剂可为烷烃类长链系列发泡剂。具体的,发泡剂颗粒36可包括但不仅限于异戊烷发泡剂、异丁烷发泡剂、环戊烷发泡剂、偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂、4,4-氧代双本磺酰肼(OBSH)发泡剂、偶氮二异丁腈(AIBN)发泡剂、N,N-二亚硝基五次甲基四胺(DPT)发泡剂和对甲苯磺酰肼(TSH)发泡剂中的至少一种。
发泡剂颗粒36的粒径可小于30微米。优选的,发泡剂颗粒36的粒径为5微米至20微米。
第二胶层32的厚度大于发泡剂颗粒36的粒径且小于70微米。优选的,第二胶层32的厚度为20微米至50微米。
在其他实施方式中,胶纸100的形状、长度和宽度还可根据需要进行调整。
如图10所示,第一表面101包括沿长度方向Y设置的相对的两侧边101a。在一些实施方式中,两侧边101a可均从第二复合胶层30露出,降低了胶纸沿长度方向Y的边缘的厚度,从而降低胶纸与集流体剥离后,由于胶纸厚度太厚导致在极耳槽位边缘形成的凸起的高度,进而降低后续冷压过程极片断裂的风险。优选的,每一条侧边101a至所述第二复合胶层30的最短距离为0.5mm至3mm,有利于在保证胶纸100易于扫除的前提下,进一步地降低在沿长度方向Y的两侧边101a周缘处形成凸起的高度。
下面通过对比例和实施例对本申请进行具体说明。可以理解的,本申请中各参数不仅限于对比例及实施例中记载的内容,具体可根据实际需要进行选择。
按下表1制备与实施例1-4以及对比例1对应的胶纸,实施例1-4以及对比例1对应的胶纸之间除表中参数外的其他参数都相同。其中,每个实施例或者对比例中的第一部分长度和宽度分别和第二部分的长度和宽度相同,且第一部分和第二部分之间平行设置,实施例1-4对应的胶纸的结构与图1所示结构相符。每个实施例和每个对比例分别制备100片胶纸。将实施例1-4以及对比例1制得的胶纸分别贴附在参数相同的集流体的极耳预设位置上之后,再在集流体上涂布浆料,而后以18m/min的速度匀速通过烘箱,并烘烤2min以烘干浆料形成涂层,从而制得极片。出烘箱后将每个集流体上的100片胶纸的提前脱落比例和每个集流体上贴设胶纸的槽位的污染比例记录于表1中。
表1
按下表2制备实施例6-8对应的胶纸,且实施例6-8对应的胶纸的结构与图10所示结构相符,其中,第一复合胶层与第二复合胶层结合的表面沿长度方向的侧边与第二复合胶层沿长度方向的侧面平行设置,其中,第二复合胶层的上述侧边至第二复合胶层的上述侧面之间的间距称为胶纸边缘的削薄宽度。实施例6-8对应的胶纸与实施例3对应的胶纸除结构以及表2中参数外的其他参数都相同。每个实施例分别制备100片胶纸,并通过上述实施例1-4以及对比例1的方式制得极片的相同方式制备极片,并将胶纸的提前脱落比例、每个集流体上贴设胶纸的槽位的污染比例记录于表2中,并对实施例3和实施例6-8对应制得的极片进行拉力测试,并将各极片所能承受的最大拉力记载于表2中。其中拉力测试的方法如下:将极片裁切成宽12.7mm、长10cm-15cm的样品,且裁切时经过槽位;而后将样品的两端分别固定于拉力机的夹子上进行拉力测试,直至样品拉断,记录拉断时的拉力值,并计算相同数量的样品拉断时的平均拉力值即为所能承受的最大拉力。
表2
由上述表1中实施例1-5和对比例1的数据可知,第一部分和第二部分之间的间隔而露出的部分第一复合胶层降低了胶纸在受热后与集流体完全分离的可能性,同时还避免了因胶纸不规律卷曲导致的槽位外观不良。由上述表2中实施例3和实施例6-8的数据可知,将第一复合胶层沿长度方向Y的边缘露出降低极耳槽位边缘形成凸起的高度,有利于提升极片的抗拉性能,降低极片的断裂风险。
本申请中的胶纸100,通过第一部分30a和第二部分30b之间间隔开,使得第一复合胶层10部分从第一部分30a和第二部分30b之间的槽中露出,从而在第二复合胶层30受热发泡与集流体产生剥离后胶纸100能通过从第一部分30a和第二部分30b之间的槽中露出的部分第一复合胶层10继续粘附于集流体上,进而降低胶纸100在受热后与集流体完全分离的可能性。再者,本案中胶纸100的结构设计,第一部分30a和第二部分30b的之间的槽沿隔开第一部分30a和第二部分30b,有利于第二复合胶层30在受热发泡后胶纸100规律地沿朝向槽边缘朝胶纸100中间卷曲,从而避免预留极耳槽位周围出现外观不良的情形。
另外,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本申请的技术构思做出其它各种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本申请的保护范围。
Claims (13)
1.一种胶纸,包括沿厚度方向层叠设置的第一复合胶层和第二复合胶层,所述第二复合胶层包括发泡剂颗粒,所述第一复合胶层包括第一表面,
其特征在于,
所述第二复合胶层包括第一部分和第二部分;
其中,所述第一部分和所述第二部分分别设置于所述第一表面,且所述第一部分与所述第二部分间隔开形成一个槽,所述槽的底面为所述第一表面;
所述第二复合胶层包括沿厚度方向层叠设置的第二基材层和第二胶层,所述第二基材层背离所述第二胶层的一侧与所述第一复合胶层结合;所述第二基材层的厚度小于30μm,所述第二胶层的厚度小于70μm。
2.如权利要求1所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分面向所述第二部分的表面的任意一处至所述第二部分的最小距离为0.1mm至10mm。
3.如权利要求2所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分面向所述第二部分的表面与所述第二部分面向所述第一部分的表面平行。
4.如权利要求2所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分面向所述第二部分的表面与所述第二部分面向所述第一部分的表面成锐角。
5.如权利要求2所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分面向所述第二部分的表面或所述第二部分面向所述第一部分的表面为不平整表面。
6.如权利要求1所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分和所述第二部分沿宽度方向间隔开。
7.如权利要求1所述的胶纸,其特征在于,所述胶纸还包括刻痕,所述刻痕沿所述厚度方向贯穿所述第二复合胶层。
8.如权利要求7所述的胶纸,其特征在于,所述刻痕设于所述第一部分和所述第二部分。
9.如权利要求8所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分上的所述刻痕与所述第二部分上的所述刻痕对应。
10.如权利要求7至9任意一项所述的胶纸,其特征在于,所述刻痕包括多个,其满足以下特征中的至少一者,
每一刻痕至所述第二复合胶层沿长度方向设置的边缘的最短距离为1mm至5mm;
每一刻痕的长度为2mm至20mm;
在所述第一部分上任意相邻两刻痕之间的间距或者在所述第二部分上任意相邻两刻痕之间的间距为1mm至5mm。
11.如权利要求6所述的胶纸,其特征在于,所述第一表面包括沿长度方向设置的相对的两侧边,每一所述侧边从所述第二复合胶层露出,且每一所述侧边至所述第二复合胶层的最短距离为0.5mm至3mm。
12.如权利要求1所述的胶纸,其特征在于,所述第一部分的长度为10mm至40mm,宽度为2mm至25mm;所述第二部分长度为10mm至40mm,宽度为2mm至25mm。
13.一种锂离子电池极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在集流体上的极耳预设位置粘贴如权利要求1至12任意一项所述的胶纸,其中,所述第二复合胶层背离所述第一复合胶层的一侧与所述集流体粘接,从所述槽露出的所述第一表面与所述集流体粘接;
在上述集流体上涂布活性物质浆料;
在所述第二复合胶层的发泡膨胀温度下烘干所述活性物质浆料形成涂层,所述第二复合胶层受热膨胀发泡使得所述胶纸部分与所述集流体分离,且所述胶纸通过从所述槽露出的所述第一表面的部分与所述集流体保持粘接;
去除所述集流体上的膨胀发泡后的胶纸,形成未被所述涂层覆盖的空箔区;以及
将极耳固定于所述集流体的空箔区,从而制得所述锂离子电池极片。
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