CN116004136A - 一种锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池封装用膨胀胶带，包括保护层、芯层以及粘性层，其中：所述保护层按质量份数计包括：18‑30份聚乙烯、12‑22份聚丙烯、48‑70份热塑性聚氨酯、0.1‑0.5份开口剂以及0.3‑1.5份抗氧剂；所述芯层按质量份数计包括：72‑86份聚乙烯、14‑28份热塑性聚氨酯弹性体以及0.3‑1.5份抗氧剂；所述粘性层按质量份数计包括：45‑65份热塑性丁苯橡胶以及35‑55份增粘树脂。具有生产效率高，耐电解液膨胀率高，可靠性优的特点。克服了现有技术中所使用溶剂法涂布，工序复杂、长期耐电解液性能易溶解失效，填充可靠性差的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池胶带技术领域，具体涉及一种圆柱型锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法。
背景技术
在圆柱型锂电池的组装过程中，由于电芯和圆柱型壳体存在一定的间隙，需要将电芯有效固定在圆柱型壳体上，从而避免因受到震动和冲击导致电芯移动致使电池内部电阻变大或极片损坏等不良现象。
现有技术多是采用OPS膜或TPU膜等基材，通过涂布压敏胶层进行制备膨胀胶带来进行填充间隙。这类方法均采用溶剂法在上述OPS膜或TPU膜上进行涂胶，存在生产工序多、环境污染大、且长期高温耐电解液出现溶解失效和填充可靠性失效的缺点。
因此，需要一种针对圆柱形锂电池封装用膨胀胶带，能够解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种圆柱形锂电池封装用膨胀胶带的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种锂电池封装用膨胀胶带，包括保护层、芯层以及粘性层，其中：
所述保护层按质量份数计包括：18-30份聚乙烯、12-22份聚丙烯、48-70份热塑性聚氨酯、0.1-0.5份开口剂以及0.3-1.5份抗氧剂；
所述芯层按质量份数计包括：72-86份聚乙烯、14-28份热塑性聚氨酯弹性体以及0.3-1.5份抗氧剂；
所述粘性层按质量份数计包括：45-65份热塑性丁苯橡胶以及35-55份增粘树脂。
优选地，所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的至少一种。
优选地，所述聚乙烯为LDPE或HDPE中的至少一种。
优选地，所述热塑性聚氨酯为聚酯TPU、聚醚TPU、聚己内酯TPU或聚丁二烯TPU中的至少一种。
优选地，所述开口剂为改性纳米二氧化硅、硅藻土或油酸酰胺中的至少一种；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
优选地，所述热塑性丁苯橡胶为SIS、SBS或SEBS嵌段共聚物中的至少一种。
优选地，所述增粘树脂为石油树脂、萜烯树脂或松香树脂中的至少一种。
根据本发明的第二方面，提供一种上述任一项所述的锂电池封装用膨胀胶带的制备方法，包括如下步骤：
分别将保护层、芯层和粘性层的组分各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机相应的料桶中，经三层共挤成膜，得到所述圆柱型锂电池封装用膨胀胶带。
优选地，所述膨胀胶带总厚度0.020-0.080mm，其中保护层厚度为0.010-0.050mm，芯层厚度为0.005-0.020mm，粘性层厚度为0.002-0.010mm。
根据本公开的一个实施例，保护层提供强度和膨胀性能，为芯层和粘性层提供防护；芯层作为保护层和粘性层的连接，通过和保护层、粘性层的相容性设计，提供结构的稳定性；粘性层作为具有优异的粘性和长期耐电解性能，并提供了填充可靠性。
本发明首次提出采用共挤出技术一次成型制备膨胀胶带，具有生产效率高，耐电解液膨胀率高，可靠性优的特点。克服了现有技术中所使用溶剂法涂布，工序复杂、长期耐电解液性能易溶解失效，填充可靠性差的缺点。
通过以下对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
实施例1
本实施例中的锂电池封装用膨胀胶带，包括保护层、芯层以及粘性层，其中：
所述保护层按质量份数计包括：18-30份聚乙烯、12-22份聚丙烯、48-70份热塑性聚氨酯、0.1-0.5份开口剂以及0.3-1.5份抗氧剂；
所述芯层按质量份数计包括：72-86份聚乙烯、14-28份热塑性聚氨酯弹性体以及0.3-1.5份抗氧剂；
所述粘性层按质量份数计包括：45-65份热塑性丁苯橡胶以及35-55份增粘树脂。
具体的，所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的至少一种，优选嵌段共聚聚丙烯。所述聚乙烯为LDPE或HDPE中的至少一种，优选LDPE。
热塑性聚氨酯为聚酯TPU、聚醚TPU、聚己内酯TPU或聚丁二烯TPU中的至少一种，优选使用聚酯TPU。
开口剂为改性纳米二氧化硅、硅藻土或油酸酰胺中的至少一种，优选改性纳米二氧化硅；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。所述热塑性丁苯橡胶为SIS、SBS或SEBS嵌段共聚物中的至少一种。所述增粘树脂为石油树脂、萜烯树脂或松香树脂中的至少一种，优选石油树脂。
上述锂电池封装用膨胀胶带的制备方法，包括如下步骤：
分别将保护层、芯层和粘性层的组分各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机相应的料桶中，经三层共挤成膜，得到所述圆柱型锂电池封装用膨胀胶带。
可根据实际使用需要，调控螺杆转速来控制产品各层的层厚比，进而生产出不同层厚度、不同总体厚度的产品，生产效率高。进一步，所述膨胀胶带总厚度0.020-0.080mm，其中保护层厚度为0.010-0.050mm，芯层厚度为0.005-0.020mm，粘性层厚度为0.002-0.010mm。
通过上述技术方案，保护层提供强度和膨胀性能，为芯层和粘性层提供防护；芯层作为保护层和粘性层的连接，通过和保护层、粘性层的相容性设计，提供结构的稳定性；粘性层作为具有优异的粘性和长期耐电解性能，并提供了填充可靠性。
本方案首次提出采用共挤出技术一次成型制备膨胀胶带，具有生产效率高，耐电解液膨胀率高，可靠性优的特点。克服了现有技术中所使用溶剂法涂布，工序复杂、长期耐电解液性能易溶解失效，填充可靠性差的缺点。
实施例2
一种圆柱型锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法，包括以下：
(1)分别将保护层、芯层和粘性层的组分按表1配比各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
(2)将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机中，经共挤成膜，得到总体厚度0.040mm，保护层厚度0.025mm，芯层厚度0.010mm，粘性层厚度0.005mm的膨胀胶带。
实施例3
一种圆柱型锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法，包括以下：
(1)分别将保护层、芯层和粘性层的组分按表1配比各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
(2)将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机中，经共挤成膜，得到总体厚度0.050mm，保护层厚度0.028mm，芯层厚度0.012mm，粘性层厚度0.010mm的膨胀胶带。
实施例4
一种圆柱型锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法，包括以下：
(1)分别将保护层、芯层和粘性层的组分按表1配比各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
(2)将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机中，经共挤成膜，得到总体厚度0.020mm，保护层厚度0.012mm，芯层厚度0.006mm，粘性层厚度0.002mm的膨胀胶带。
实施例5
一种圆柱型锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法，包括以下：
(1)分别将保护层、芯层和粘性层的组分按表1配比各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
(2)将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机中，经共挤成膜，得到总体厚度0.080mm，保护层厚度0.050mm，芯层厚度0.020mm，粘性层厚度0.010mm的膨胀胶带。
对比例1
使用OPS基材涂布压敏胶制成的膨胀胶带，厚度0.050mm。
对比例2
使用TPU基材涂布压敏胶制成的膨胀胶带，厚度0.050mm。
表1实施例2至5的组分
通过如下方式对上述实施例和对比例进行测试
(1)剥离强度：按《GB/T 2792-2014胶粘带剥离强度的测试方法》方法1进行测试。
(2)总厚度：按《GB/T 7125-2014胶粘带厚度的试验方法》进行测定。
(3)耐电解液膨胀性能：将样品裁成50mm×50mm规格，测量原始长度L0、原始宽度W0、原始厚度H0。将试样平铺放于瓶中，倒入电解液，至全部浸没试样，放置于85℃条件下，72h后观察样品形态，并将样品展平后测量其膨胀长度L1、宽度W1和厚度H1。
样品形态以下述符号表示：
△：表示观察到样品形态，可以测量膨胀率；
×：表示未观察到样品形态，无法测量膨胀率。
膨胀率用下述公式表示：
膨胀率＝(L1×W1×H1)/(L0×W0×H0)×100％
(4)填充可靠性：用膨胀胶带制备成电芯，安装在试验台上，每个方向分别施加随机和定频振动载荷，加载顺序宜为Z轴随机、Z轴定频、Y轴随机、Y轴定频、X轴随机、X轴定频。随机振动每个方向为12h，频率为10Hz；定频振动每个方向为2h，频率为20Hz。振动完成后，测试其电阻值变化，进行膨胀胶带填充能力的评价。
填充可靠性评价以下述符号表示：
○：可以检测到电源，电阻值变化＜10％；
△：可以检测到电源，电阻值变化≥10％；
×：检测不到电源。
上述测试的结果见表2。
表2：实施例2至5以及对比例1和2的性能参数表
说明：对比例中耐电解液膨胀性能体现在厚度出现增加，长度和宽度均出现收缩。
由表2的测试结果可以看出实施例3表现出了极佳的效果，可以作为本申请最佳的实施例。从表2所示的结果可以看出，本发明一种圆柱型锂电池封装用膨胀胶带满足要求。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，包括保护层、芯层以及粘性层，其中：
所述保护层按质量份数计包括：18-30份聚乙烯、12-22份聚丙烯、48-70份热塑性聚氨酯、0.1-0.5份开口剂以及0.3-1.5份抗氧剂；
所述芯层按质量份数计包括：72-86份聚乙烯、14-28份热塑性聚氨酯弹性体以及0.3-1.5份抗氧剂；
所述粘性层按质量份数计包括：45-65份热塑性丁苯橡胶以及35-55份增粘树脂。
2.根据权利要求1所述的锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，所述聚乙烯为LDPE或HDPE中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，所述热塑性聚氨酯为聚酯TPU、聚醚TPU、聚己内酯TPU或聚丁二烯TPU中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，所述开口剂为改性纳米二氧化硅、硅藻土或油酸酰胺中的至少一种；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，所述热塑性丁苯橡胶为SIS、SBS或SEBS嵌段共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的锂电池封装用膨胀胶带，其特征在于，所述增粘树脂为石油树脂、萜烯树脂或松香树脂中的至少一种。
8.一种权利要求1至7任一项所述的锂电池封装用膨胀胶带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
分别将保护层、芯层和粘性层的组分各自混合均匀，得到保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料；
将保护层预混料、芯层预混料和粘性层预混料分别放入流延机相应的料桶中，经三层共挤成膜，得到所述圆柱型锂电池封装用膨胀胶带。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述膨胀胶带总厚度0.020-0.080mm，其中保护层厚度为0.010-0.050mm，芯层厚度为0.005-0.020mm，粘性层厚度为0.002-0.010mm。
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| CN202211668551.6A Pending CN116004136A (zh) | 2022-12-24 | 2022-12-24 | 一种锂电池封装用膨胀胶带及其制备方法 |
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2022
- 2022-12-24 CN CN202211668551.6A patent/CN116004136A/zh active Pending
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