CN112592668A - 单层热熔胶和软包电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单层热熔胶和软包电池及其制备方法，该单层热熔胶一表面的光泽度大于另一表面，在用于粘接铝塑膜和电芯时，使用方便，能有效减少电池的胶层起泡问题，提高电池的抗跌落性能和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及热熔胶领域，尤其涉及一种单层热熔胶和软包电池及其制备方法。
背景技术
目前软包电池的应用对其抗跌落性能和能量密度的要求越来越高，这就要求粘结电池电芯和铝塑膜的胶带或胶水在保证电池的电芯和铝塑膜粘接牢固的同时其厚度越来越薄。现多使用热熔胶粘结电池电芯和铝塑膜，其多为由压敏层、基材层、隔离层和粘剂层等组合成的双层或多层结构(例如，压敏层+基材层+粘剂层、压敏层+隔离层或压敏层+粘剂层)，其不仅层数多、制作工艺复杂、成本高，而且每层至少要保证5-10um，使得热熔胶的总厚度大于25μm，占用电池内部空间，影响其能量密度。
虽然也有部分热熔胶为单层，制作工艺较上述双层和多层热熔胶简单，但在不加热的情况下，其双面均具有较高粘性或双面均无粘性，在粘接铝塑膜和电芯时，不便调整二者的粘接位置，即使用不方便，且易导致胶层起泡现象，影响二者的粘结力度，进而使得电池的安全性等性能较差，尤其是在电池跌落时存在开裂风险，限制了电池的推广应用。
此外，常规热熔胶粘结力有限，尤其是随着电池的使用，其粘结性易受电解液的影响而逐渐变弱，进而影响电池的安全性和使用寿命等性能。
因此，如何提供一种粘结性好、使用方便的热熔胶，提高电池的安全性和使用寿命，并简化其制备工艺、减低成本，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种单层热熔胶，在用于粘接铝塑膜和电芯时，使用方便，能有效减少电池的胶层起泡问题，提高电池的抗跌落性能和安全性。
本发明还提供一种软包电池，采用上述热熔胶粘结铝塑膜和电芯，粘结力度强，且不易受电解液侵蚀的影响，进而使得该电池具有抗跌落性能强以及寿命长等优点。
本发明还提供上述软包电池的制备方法，具有工艺简单的优点。
本发明的一方面，提供一种单层热熔胶，如图1所示，其一表面的光泽度(GU)大于另一表面。
本发明提供的单层热熔胶，其一表面粘性大，另一表面粘性小，在电池电芯的制程中可以直接使用；由于一表面粘性较小，使得铝塑膜和电芯之间可以相互移动，从而能够调整电芯位置，避免了电池胶层起泡以及难以排泡的问题，从而优化了热熔胶的粘结性能。
根据本发明的研究，上述热熔胶一表面的光泽度可以为20-80(记为光面)，另一表面光泽度可以为1-20(记为哑面)，其一表面(光面)有粘性，另一表面(哑面)无粘性，在电池电芯的制程中，由于哑面粘性较小，利于更好的避免电池胶层起泡以及难以排泡的问题。
在本发明的一实施方式中，单层热熔胶包括弹性主体、增粘树脂以及增塑剂。
根据本发明的研究，在上述单层热熔胶中，弹性主体的含量可以为50-80wt％，进一步可以为60-80wt％，例如可以为70-80wt％；增粘树脂的含量可以为5-20wt％，增塑剂的含量可以为1-10wt％，利于得到具有较好的耐电解液性能以及粘性等综合性能的单层热熔胶。
在本发明的一实施方式中，上述弹性主体可以包括苯乙烯与异戊二烯的嵌段共聚物、氢化苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-聚异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和非晶态α-烯烃共聚物中的至少一种，和/或，增粘树脂可以包括松香及其衍生物和石油树脂中的至少一种。
在本发明的一实施方式中，增塑剂可以包括邻苯二甲酸二丁酯增塑剂、邻苯二甲酸二辛酯增塑剂和聚丁烯增塑剂中的至少一种。
在本发明的一实施方式中，单层热熔胶的厚度为5-20μm，利于为电池预留较大的内部空间，提高电池的能量密度。
本发明的另一方面，还提供一种单层热熔胶的制备方法，包括以下步骤：将含有上述弹性主体、增粘树脂以及增塑剂的溶液涂覆在哑光离型膜的哑面上形成胶膜，剥离胶膜和哑光离型膜，得到的胶膜即为单层热熔胶；其中，控制单层热熔胶一面的光泽度为20-80，另一面的光泽度为1-20。
具体实施时，可以根据电芯需要，在复卷机上将上述单层热熔胶裁切成不同的宽度。
在本发明的一实施方式中，上述哑光离型膜的哑面光泽度可以为1-20，通过选择哑面光泽度为1-20的哑光离型膜，将上述溶液涂覆在哑光离型膜的哑面上，可以使得热熔胶与哑光离型膜接触的表面具有与哑光离型膜的哑面相同的光泽度，利于根据需要在一次成型过程中制备具有特定光泽度，从而具有特定粘性的单层热熔胶。具体地，哑光离型膜的材质可以是对苯二甲酸乙二酯或双向拉伸聚丙烯。
在本发明的一实施方式中，上述溶液的固含量可以为15-40％。
本发明的又一方面，提供一种软包电池，包括电芯、铝塑膜和用于粘结电芯和铝塑膜和上述单层热熔胶，热熔胶与电芯粘结的表面的光泽度大于其与铝塑膜粘结的表面的光泽度。
其中，热熔胶一表面的光泽度为20-80，另一表面光泽度为1-20，光泽度为20-80的一表面与电芯粘结，另一表面粘结于铝塑膜上。
本发明的再一方面，提供一种上述软包电池的制备方法，其包括：
(1)将含有上述弹性主体、增粘树脂以及增塑剂的溶液涂覆在哑光离型膜的哑面上形成胶膜，剥离胶膜和哑光离型膜，得到的胶膜即为单层热熔胶；其中，控制单层热熔胶一面的光泽度为20-80，另一面的光泽度为1-20；
(2)将单层热熔胶的光泽度为20-80的一表面粘结于电芯上，另一表面粘接于铝塑膜上，得到软包电池。
在本发明的一实施方式中，在步骤(2)中，可以通过70-90℃热压使单层热熔胶的哑面粘结于铝塑膜，同时可以增大光面与电芯的粘结力，使得光面与电芯的粘接更牢固。
具体实施时，如图2所示，将含有弹性主体、增粘树脂以及增塑剂的溶液加入到涂布机罐中，同时将哑光离型膜放置于涂布机的放卷单元，在哑光离型膜的哑面上涂覆上述溶液，经烘道烘干(烘道温度为50-115℃)，收卷(收卷速度为3-10m/min)，得到形成有单层热熔胶胶膜的卷材(单层热熔胶未与哑光离型膜分开)，其中，控制单层热熔胶一面的光泽度为20-80，另一面的光泽度为1-20。
如图3A所示，随后将上述形成有单层热熔胶胶膜的卷材的光面粘结于电芯上，使用贴胶设备收卷，剥离离型膜后，得到单层热熔胶，如图3B所示，经70-90℃热压使单层热熔胶的哑面粘住铝塑膜，得到软包电池。
本发明的实施方案，至少具有如下有益效果：
本发明提供的单层热熔胶，在用于粘接铝塑膜和电芯时，使用方便，能有效减少电池的胶层起泡问题，提高了电池的抗跌落性能和安全性以及由此带来的其他问题。
本发明提供的软包电池，采用上述热熔胶粘结铝塑膜和电芯，粘结力度强，且不易受电解液侵蚀的影响，进而使得该电池具有抗跌落性能强以及寿命长等优点。
本发明提供的上述软包电池的制备方法，工艺简单、操作方便。
附图说明
图1为本发明的一实施方式中单层热熔胶的结构示意图；
图2为本发明的一实施方式中单层热熔胶的制备过程示意图；
图3为本发明的一实施方式中电池制备过程示意图；
图4为对比例1中热熔胶的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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。
如无特殊说明，下述实施例中所使用的实验方法均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料、仪器等均为常规试剂、常规材料以及常规仪器。
实施例与对比例所涉及测试方法如下：
(1)光泽度(GU值)使用光泽度测试仪直接进行测试。
(2)180°剥离力测试
测试标准：GB/T 2791-1995
测试方法：将热熔胶带的待测面粘贴在钢板上，使用2Kg压辊来回滚动3次，静置20min后，使用拉力机呈180°剥离胶带，记录拉力值即为待测面的180°剥离力。
(3)浸泡电解液后180°剥离力测试
将待测热熔胶带放置在电解液中，采用85℃浸泡4h，取出胶纸用无尘纸吸收掉残留电解液，冷却到常温后，按照上述180°剥离力测试方法测试，并记录数值(剥离力以粘面和非粘面更小值为准)。
实施例1
将含有弹性主体、增粘树脂以及增塑剂的溶液加入到涂布机罐中，同时将哑光离型膜放置于涂布机的放卷单元，在哑光离型膜的哑面上涂覆上述溶液，经烘道烘干(烘道温度为50-115℃)，收卷(收卷速度为3-10m/min)，得到形成有单层热熔胶胶膜的卷材(厚度为5μm)，剥离胶膜和哑光离型膜，得到单层热熔胶A；测试单层热熔胶A哑面GU值、光面GU值、热压前哑面和光面的180°剥离力、热压后哑面和光面的180°剥离力以及浸泡电解液后180°剥离力，测试结果见表1。
实施例2
与实施例1的不同之处在于形成有单层热熔胶胶膜的卷材厚度为10μm，剥离胶膜和哑光离型膜得到单层热熔胶B。测试单层热熔胶B哑面GU值、光面GU值、热压前哑面和光面的180°剥离力、热压后哑面和光面的180°剥离力以及浸泡电解液后180°剥离力，测试结果见表1。
实施例3
与实施例1的不同之处在于形成有单层热熔胶胶膜的卷材厚度为20μm，剥离胶膜和哑光离型膜得到单层热熔胶C。测试单层热熔胶C哑面GU值、光面GU值、热压前哑面和光面的180°剥离力、热压后哑面和光面的180°剥离力以及浸泡电解液后180°剥离力，测试结果见表1。
对比例1
与实施例1不同之处在于采用如图4所示的多层热熔胶。测试该热熔胶哑面GU值、光面GU值、热压前哑面和光面的180°剥离力、热压后哑面和光面的180°剥离力以及浸泡电解液后180°剥离力，测试结果见表1。
表1
从表1的测试结果可以看到，实施例1-3能够得到厚度为5-20μm的单层热熔胶，其热压前一表面180°剥离力低于0.05N/mm，另一表面不低于0.2N/mm，热压后两表面180°剥离力均不低于0.2N，由此说明本发明的单层热熔胶在常温下一面具有粘性一面不具有粘性，使用方便，能有效减少电池的胶层起泡问题；且在电解液中浸泡一段时间后粘性变化较小，具有较好的耐电解性性能。
最后应说明的是：以上各实验例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实验例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实验例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实验例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种单层热熔胶，其特征在于，其一表面的光泽度大于另一表面。
2.根据权利要求1所述的单层热熔胶，其特征在于，其一表面的光泽度为20-80，另一表面光泽度为1-20。
3.根据权利要求1所述的单层热熔胶，其特征在于，所述单层热熔胶包括弹性主体、增粘树脂以及增塑剂。
4.根据权利要求1所述的单层热熔胶，其特征在于，所述单层热熔胶中，弹性主体的含量为50-80wt％，增粘树脂的含量为5-20wt％，增塑剂的含量为1-10wt％。
5.根据权利要求4所述的单层热熔胶，其特征在于，所述弹性主体包括苯乙烯与异戊二烯的嵌段共聚物、氢化苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-聚异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和非晶态α-烯烃共聚物中的至少一种，和/或，所述增粘树脂包括松香及其衍生物和石油树脂中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的单层热熔胶，其特征在于，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯增塑剂、邻苯二甲酸二辛酯增塑剂和聚丁烯增塑剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的单层热熔胶，其特征在于，其厚度为5-20μm。
8.一种软包电池，其特征在于，包括电芯、铝塑膜和用于粘结电芯和铝塑膜的热熔胶，所述热熔胶为权利要求1-7任一项所述的热熔胶，所述热熔胶与电芯粘结的表面的光泽度大于其与铝塑膜粘结的表面的光泽度。
9.根据权利要求8所述的软包电池，其特征在于，所述热熔胶一表面的光泽度为20-80，另一表面光泽度为1-20，所述光泽度为20-80的一表面与电芯粘结，另一表面粘结于铝塑膜上。
10.一种软包电池的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将含有所述单层热熔胶的原料的溶液涂覆在哑光离型膜的哑面上形成胶膜，剥离所述胶膜和哑光离型膜，得到的所述胶膜即为所述单层热熔胶；其中，控制所述单层热熔胶一面的光泽度为20-80，另一面的光泽度为1-20；
(2)将所述单层热熔胶的光泽度为20-80的一表面粘结于电芯上，另一表面粘接于铝塑膜上，得到所述软包电池。
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