CN115109548A - 锂电池铝塑膜用复合胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；组分A包括：3％‑10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体；1％‑5％的羧基封端聚酯；0％‑1％的偶联剂；余量为有机溶剂。本发明还提供了一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂的制备方法。本发明通过马来酸酐改性聚烯烃，增加活性基团，提高与AL层粘合力，同时加入羧基封端聚，通过固化反应，提高整体交联程度，从而提高耐电解液水平；此外，本发明加工工艺简单，满足铝塑膜应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池包装领域，尤其涉及一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂及其制备方法。
背景技术
锂电池用铝塑膜一般有三层材料组成：外层的尼龙(简称NY)，中间层铝箔(简称AL)以及内层聚丙烯层(简称PP)。通常NY层与AL层通过聚氨酯胶黏剂粘合而成，AL层与PP层通过聚烯烃树脂粘合而成。由于PP层直接与锂电池内容物接触，电解液通过PP层渗透至胶黏层并逐步腐蚀铝箔，为此内层胶黏剂设计过程中，需要考虑AL层与PP层的粘合强度及胶层的耐电解液水平。
目前市售铝塑膜内层胶黏剂品类繁多，各家质量也差次不齐，性能优异的内层胶黏剂由日本公司垄断。
如此需要现有的复合胶黏剂成分进行改进，设计出一种新型的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，所述胶黏剂包括组分A；
所述组分A包括：3％-10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体；1％-5％的羧基封端聚酯；0％-1％的偶联剂；余量为有机溶剂。
优选地，还包括组分B，所述组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂。
优选地，所述组分A与组分B的质量百分比为(10～25)：(0～3)。
优选地，所述马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量在1000-100000之间。
优选地，所述马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为0-50％。
优选地，所述有机溶剂为丁酮、环己烷、乙酯或乙醇中的至少一种。
优选地，所述组分B为溶剂性聚氨酯固化剂。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570或硅烷偶联剂KH-580。
本发明的第二个目的是提供一种如上所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
S101：制备马来酸酐改性的聚烯烃弹性体：按比例称取100重量份聚烯烃弹性体，1-5重量份马来酸酐，0.1-1重量份过氧化物类引发剂，0.1-1份抗氧剂；将上述物料加入双螺杆挤复机中，螺杆温度设备范围270-300℃，水拉条切粒，以形成马来酸酐的改性的聚烯烃弹性体粒子；
S102：将所述马来酸酐的改性的聚烯烃弹性体粒子在高纯氮气保护下磨成粉末，温度控制范围40-60℃下；
S103：将所述粉末溶解在有机溶剂中，并按照比例条件加入1-5％羧基封端聚酯，0-1％偶联剂，制备成为A组分。
相比现有技术，本发明提供一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；组分A包括：3％-10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体；1％-5％的羧基封端聚酯；0％-1％的偶联剂；余量为有机溶剂。本发明还提供了一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂的制备方法。本发明通过马来酸酐改性聚烯烃，增加活性基团，提高与AL层粘合力，同时加入羧基封端聚，通过固化反应，提高整体交联程度，从而提高耐电解液水平；此外，本发明加工工艺简单，满足铝塑膜应用需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以一些实施例来详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明涉及一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％-10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体；1％-5％的羧基封端聚酯；0％-1％的偶联剂；余量为有机溶剂。
在一些实施例中，还包括组分B，组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂。
在一些实施例中，组分A与组分B的质量百分比为(10～25)：(0～3)。
在一些实施例中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量在1000-100000之间。
在一些实施例中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为0-50％。
在一些实施例中，有机溶剂为丁酮、环己烷、乙酯或乙醇中的至少一种。
在一些实施例中，组分B为溶剂性聚氨酯固化剂。
在一些实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570或硅烷偶联剂KH-580。
本发明还涉及一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
S101：制备马来酸酐改性的聚烯烃弹性体：按比例称取100重量份聚烯烃弹性体，1-5重量份马来酸酐，0.1-1重量份过氧化物类引发剂，0.1-1份抗氧剂；将上述物料加入双螺杆挤复机中，螺杆温度设备范围270-300℃，水拉条切粒，以形成马来酸酐的改性的聚烯烃弹性体粒子；
S102：将马来酸酐的改性的聚烯烃弹性体粒子在高纯氮气保护下磨成粉末，温度控制范围40-60℃下；
S103：将所述粉末溶解在有机溶剂中，并按照比例条件加入1-5％羧基封端聚酯，0-1％偶联剂，制备成为A组分。
实施例一
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
实施例二
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；5％的羧基封端聚酯；1％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
实施例三
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：7％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；3％的羧基封端聚酯；0.5％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
对照例一
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
还包括组分B，组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂；
其中，组分A与组分B的质量百分比为1:1。
对照例二
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
还包括组分B，组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂；
其中，组分A与组分B的质量百分比为2:1。
对照例三
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
还包括组分B，组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂；
其中，组分A与组分B的质量百分比为5:1。
对照例四
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
还包括组分B，组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂；
其中，组分A与组分B的质量百分比为1200:1。
对照例五
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为1000。
对照例六
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为100000。
对照例七
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为50％；1％的羧基封端聚酯；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
对照例八
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为0％；1％的羧基封端聚酯；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
对照例九
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；1％的羧基封端聚酯；0％的偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
还包括组分B，组分B为溶剂型聚氨酯固化剂；
其中，组分A与组分B的质量百分比为20:1。
对照例十
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；5％的羧基封端聚酯；1％的硅烷偶联剂；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
对照例十一
一种锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，胶黏剂包括组分A；
组分A包括：3％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为60％；余量为有机溶剂，总重量为100％；其中，马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量为900。
对照例十二
市售东杨坊KH胶黏剂。
相关测试方法如下：
AL采用明泰铝业生产的合金牌号8021，厚度40μm。处理后的铝箔分别复合NY层及CPP层。NY采用厦门长塑公司产PHA型号，厚度25μm，CPP采用上海美丰产的CPP，厚度40μm，各层使用胶黏剂复合在一起，胶黏剂使用上述胶水，形成NY/AL/CPP的锂电池铝塑膜。对其性能进行检测。
配置电解液：碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯试剂按照物质的量为1:1:1的比例混合，再在混合液中添加六氟磷酸锂，配制成六氟磷酸锂物质的量为1.0mol/L的溶液。
将实施例和对照例做成的铝塑复合膜切成15mm×100mm的试样，并将样品放入装有电解液的容器中，电解液需完全浸没样品，容器密封后放入烘箱，在(85±2)℃的环境中，放置规定的时间，测试AL/PP的层间剥离强度。
表1不同复合胶黏剂性能检测结果表
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的实施例。
Claims (10)
1.锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂包括组分A；
所述组分A包括：3％-10％的马来酸酐改性的聚烯烃弹性体；1％-5％的羧基封端聚酯；0％-1％的偶联剂；余量为有机溶剂。
2.如权利要求1所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，还包括组分B，所述组分B为异氰酸酯固化剂或者环氧体系固化剂。
3.如权利要求2所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述组分A与组分B的质量百分比为(10～25)：(0～3)。
4.如权利要求1所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述马来酸酐改性的聚烯烃弹性体分子量在1000-100000之间。
5.如权利要求1所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述马来酸酐改性的聚烯烃弹性体中乙烯含量为0-50％。
6.如权利要求1所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述有机溶剂为丁酮、环己烷、乙酯或乙醇中的至少一种。
7.如权利要求2所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述组分B为溶剂性聚氨酯固化剂。
8.如权利要求1所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.如权利要求8所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570或硅烷偶联剂KH-580。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的锂电池铝塑膜用复合胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：制备马来酸酐改性的聚烯烃弹性体：按比例称取100重量份聚烯烃弹性体，1-5重量份马来酸酐，0.1-1重量份过氧化物类引发剂，0.1-1份抗氧剂；将物料加入双螺杆挤复机中，螺杆温度设备范围270-300℃，水拉条切粒，以形成马来酸酐的改性的聚烯烃弹性体粒子；
S102：将所述马来酸酐的改性的聚烯烃弹性体粒子在高纯氮气保护下磨成粉末，温度控制范围40-60℃下；
S103：将所述粉末溶解在有机溶剂中，并按照比例条件加入1-5％羧基封端聚酯，0-1％偶联剂，制备成为A组分。
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