CN117683218A - 一种溶胀胶带基体材料、溶胀胶带和锂电池 - Google Patents

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CN117683218A CN202311671818.1A CN202311671818A CN117683218A CN 117683218 A CN117683218 A CN 117683218A CN 202311671818 A CN202311671818 A CN 202311671818A CN 117683218 A CN117683218 A CN 117683218A
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王升
张学森
陈鹏
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Abstract

本发明公开了一种溶胀胶带基体材料、溶胀胶带和锂电池，该溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段包括聚对苯二甲酸二醇酯，所述溶胀链段包括直链型二酸二醇酯，所述耐温链段和溶胀链段的摩尔比为(1‑4):1。本发明溶胀胶带基体材料包含耐温链段和溶胀链段，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为(1‑4):1，使该基体材料既能够在锂电池电解液中既可以具有优异溶胀性能，又能在高温下保持一定的强度及外观形状，具有优异的耐电解液溶解性。

Description

一种溶胀胶带基体材料、溶胀胶带和锂电池
技术领域
本发明属于溶胀胶带领域，具体涉及一种溶胀胶带基体材料、溶胀胶带和锂电池。
背景技术
具有金属外壳的锂离子电池在组装时，电芯与壳体之间会存在一定的空隙，如果不能将电芯有效的固定在壳体内，当发生震动或者外部冲击之后电芯会在壳体内移动可能导致电池内部电阻的增大或者电极片的损坏，从而极大地劣化电池的性能。因此，在组装时，必须对空隙进行填充同时还要实现电芯与壳体的有效粘接。
锂离子电解液会填充电芯与壳体之间的空隙，但这并不能有效固定电芯，现有的解决方法是，将一种溶胀胶带贴于电芯表面，当胶带接触电解液时会发生溶胀并充满整个空隙，从而起到固定电芯、抵抗外部冲击的作用，极大地提升了电池的安全性能和使用寿命。
中国专利申请CN111995957A中公开了一种高膨胀倍率的定向聚苯乙烯溶胀胶带及其制备方法，其由单面离型的定向聚苯乙烯薄膜基体材料和丙烯酸酯胶层复合而成，此定向聚苯乙烯胶带受热易横向收缩折叠厚度增大、且在电解液中可吸收大量溶剂而发生三维立体式溶胀，膨胀倍率高于400％，将电芯与外壳间隙填充，此技术定向聚苯乙烯薄膜基体材料耐温性低，在电池厂家生产工艺中存在高温下时则造成收缩无法完全适用。中国专利申请CN112635910A中公开了一种复合膨胀膜及其制备方法和应用，其结构包含基层、第一粘合层、耐温层和第二粘合层，通过复合耐温层提升胶带耐温性，但其制造复杂、厚度不稳定等缺点。
目前所用锂电池溶胀胶带基体材料在溶胀性能和耐电解液溶解性能方面难以平衡，即具有良好溶胀性能的同时，高温易于溶解，使用寿命短，因此制备一种既具有优异溶胀性能，又具有良好耐溶解性能的锂电池用溶胀胶带具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术锂电池溶胀胶带基体材料在溶胀性能和耐电解液溶解性能方面难以平衡的问题，本发明的目的在于提供一种具有优异溶胀性能和耐电解液溶解性能的溶胀胶带基体材料及其制备的溶胀胶带和锂电池。
本发明提供一种溶胀胶带基体材料，包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1、R2和R3均为亚烷基，所述耐温链段和溶胀链段的摩尔比为(1-4):1。
本发明溶胀胶带基体材料包含耐温链段和溶胀链段，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为(1-4):1，使该基体材料既能够在锂电池电解液中既可以具有优异溶胀性能，又能在高温下保持一定的强度及外观形状，具有优异的耐电解液溶解性。
优选地，所述R1包括C2-C4亚烷基，所述R2包括C2-C4亚烷基，所述R3包括C3-C4亚烷基。
本方案限定所述R1包括C2-C4亚烷基，所述R2包括C2-C4亚烷基；所述R3包括C3-C4亚烷基，其中R1包括C2-C4亚烷基，耐温链段的脂肪烃基链段含量较少，脂肪烃基链段不易断裂，可以进一步提高溶胀胶带基体材料的耐温性能；再者，所述R2包括C2-C4亚烷基，所述R3包括C3-C4亚烷基，则溶胀链段中的酯基含量较高，可以进一步提高溶胀胶带基体材料的溶胀性能。
进一步优选地，所述R1包括C2-C4的直链亚烷基，所述R2包括C2-C4的直链亚烷基；所述R3包括C3-C4的直链亚烷基。
优选地，所述耐温链段的质量百分含量为50wt％～80wt％，所述溶胀链段的质量百分含量为20wt％～50wt％。
优选地，制备所述溶胀胶带基体材料的方法包括如下步骤：
(1)惰性气体条件下，令对苯二甲酸和脂肪醇在160～180℃的反应温度下进行预聚合反应，得到耐温链段预聚体；
(2)惰性气体条件下，向所述耐温链段预聚体中加入直链型二酸二醇酯，然后使反应体系在反应温度为230～250℃、反应压力不低于5MPa的反应条件下发生酯化反应，制得所述溶胀胶带基体材料。
本方案的制备方法通过先令对苯二甲酸和脂肪醇进行预聚合反应得到预聚体(即为耐温连段)，再将预聚体和直链型二酸二醇酯(即为溶胀链段)进行酯化反应，得到的溶胀胶带基体材料聚合物的结构式和分子量相似度高，一致性高，使溶胀胶带基体材料具有优异的溶胀性能和在高温下良好得到耐溶解性能。再者，本方案限定酯化反应的温度为230～250℃，既可以确保合适的酯化反应速率和转化率，又可以避免速度太快引起的爆聚，进一步提高酯化反应后聚合物化学结构式和分子量一致性，使溶胀胶带基体材料具有优异的溶胀性能和在高温下良好得到耐溶解性能。
优选地，步骤(1)中，所述脂肪醇包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇中的一种以上。
优选地，步骤(1)中，所述预聚合反应的时间为5-8h。
进一步优选地，步骤(1)中，所述预聚合反应的时间为6h。
优选地，步骤(2)中，所述直链型二酸二醇酯包括聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯、聚戊二酸丙二醇酯中的一种以上。
优选地，步骤(2)中，所述酯化反应还包括酯化催化剂，所述酯化催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、二氧化锗、三氯化铋、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮镧中的一种以上。
优选地，步骤(2)中，向所述耐温链段预聚体中加入直链型二酸二醇酯，还包括加温至200-210℃将耐温链段预聚体和直链型二酸二醇酯熔融搅拌均匀后，再进行酯化反应。
本方案中限定将耐温链段预聚体中加入直链型二酸二醇酯后，先加温至200-210℃熔融搅拌均匀后，再进行酯化反应，可以使耐温链段预聚体和直链型二酸二醇均匀混合，进一步提高酯化反应后聚合物化学结构式和分子量一致性，使溶胀胶带基体材料具有优异的溶胀性能和在高温下良好得到耐溶解性能。
优选地，步骤(2)中，按照加入聚对苯二甲酸二醇酯和直链型二酸二醇酯的总质量计，所述酯化催化剂的加入量为700-1000ppm。
进一步优选地，步骤(2)中，按照加入聚对苯二甲酸二醇酯和直链型二酸二醇酯的总质量计，所述酯化催化剂的加入量为800ppm。
优选地，步骤(2)中，所述反应的时间为8-12h。
进一步优选地，步骤(2)中，所述反应的时间为10h。
本发明提供一种溶胀胶带，包括所述溶胀胶带基体材料。
优选地，溶胀胶带中，所述溶胀胶带基体材料制备成厚度为25μm～200μm的基层制件。
优选地，所述溶胀胶带还包括与所述溶胀胶带基体材料相复合的胶层。
优选地，所述胶层的厚度为1～20μm。
优选地，所述胶层，按质量分数计，包括如下原料：
胶材料：90～99％；
固化剂：0～2％；固定剂在胶层中起到交联作用。
其他助剂：0～10％。
优选地，所述固化剂包括环氧型固化剂。
优选地，所述胶材料包括橡胶型压敏胶、树脂型压敏胶中的一种以上。
所述树脂型压敏胶包括聚丙烯酸压敏胶。
优选地，所述聚丙烯酸压敏胶包括热固型聚丙烯酸类共聚物，所述热固型聚丙烯酸类共聚物包括可交联官能团的可共聚单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体。可交联官能团的可共聚单体可以与(甲基)丙烯酸烷基酯单体进行共聚，并且可以在共聚反应后向聚合物主链提供能够与多官能交联剂反应的交联点。
优选地，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体中的烷基碳原子数为4以上。更为优选地，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体中的烷基碳原子数为6-18。
优选地，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体中烷基包括2-乙基己基、异壬基中的一种以上。
优选地，所述可交联官能团的可共聚单体中的可交联官能团包括羟基、羧基、异氰酸酯基、酰胺基中的一种以上。
优选地，所述可交联官能团的可共聚单体包括含有羟基的(甲基)丙烯酸酯的单体。
优选地，所述含有羟基的(甲基)丙烯酸酯的单体包括(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟己酯、(甲基)丙烯酸羟辛酯中的一种以上。更为优选地，所述含有羟基的(甲基)丙烯酸酯的单体包括(甲基)丙烯酸羟丙酯。
所述橡胶型压敏胶包括异戊二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙烯-丙烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种以上。
优选地，所述其他助剂包括增粘剂、颜料、填充剂、抗氧化剂中的一种以上。
优选地，所述增粘剂包括松香树脂、石油树脂、氢化松香树脂、氢化石油树脂、萜烯树脂、氢化萜烯树脂、酚醛树脂中的一种以上。
优选地，所述溶胀胶带的制备方法包括：将胶材料、固化剂、助剂混合均匀后用行星搅拌机搅拌得到，搅拌转速在100转/分钟～600转/分钟，搅拌时间15min～40min。将得到的混合溶液用刮刀/微凹的涂布方式涂布在离型膜上，经过烘干后与基层贴合得到溶胀胶带。
本发明还提供一种锂电池，包括所述溶胀胶带。
优选地，所述锂电池还包括电解液，所述电解液中的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯中的一种以上；所述电解液中的电解质盐包括LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(在此，x和y为自然数)、LiCl、LiI、二草酸硼酸锂中的一种以上。
与现有技术相比，本发明具有的益效果为：本发明的通过设计材料链段(包括耐温链段与溶胀链段)和配比制备得到具有优异溶胀性能和耐电解液溶解性的溶胀胶带基体材料。耐温链段提供给基体材料结构方面耐温性能，溶胀链段提供给电解液的溶入链段的性能，溶胀链段过高的基体材料，很容易在电解液中溶解，导致材料在浸泡电解液后力学性能过差的问题，耐温链段过高的情况下，会严重影响电解液的溶入，导致溶胀性能过低，从而无法使用。本发明平衡耐温性与溶胀性能，借助酯交换反应，将耐温链段与溶胀链段实现良好的共聚，并形成具有良好耐温性与溶胀性能的平衡的基体材料。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例对本发明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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)2-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)3-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为4:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丙二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丙二醇酯的摩尔比为4:1)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、乙二醇和聚丁二酸丙二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至240℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
实施例2
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)4-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)4-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为1:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和1,4-丁二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至160℃继续搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丁二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丁二醇酯的摩尔比为1:1)和钛酸四异丙酯(钛酸四异丙酯的加入量为加入对苯二甲酸、1,4-丁二醇和聚丁二酸丁二醇酯的总质量的700ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至200℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至230℃，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应12h，得到溶胀胶带基体材料。
实施例3
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)3-，R2为-(CH2)4-，R3为-(CH2)4-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为2:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和1,3-丙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至170℃继续搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚己二酸丁二醇酯(对苯二甲酸与聚己二酸丁二醇酯的摩尔比为2:1)和二氧化锗(二氧化锗的加入量为加入对苯二甲酸、1,3-丙二醇和聚己二酸丁二醇酯的总质量的1000ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至250℃，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应8h，得到溶胀胶带基体材料。
实施例4
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)6-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)3-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为4:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和1,6-己二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丙二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丙二醇酯的摩尔比为4:1)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、1,6-己二醇和聚丁二酸丙二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至240℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
实施例5
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)2-，R2为-(CH2)8-，R3为-(CH2)4-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为4:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚癸二酸丁二醇酯(对苯二甲酸与聚癸二酸丁二醇酯的摩尔比为4:1)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、乙二醇和聚癸二酸丁二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至240℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
实施例6
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)2-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)3-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为4:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丙二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丙二醇酯的摩尔比为4:1)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、乙二醇和聚丁二酸丙二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，将温度提升至240℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
实施例7
本实施例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)2-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)3-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为4:1。
本实施例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丙二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丙二醇酯的摩尔比为4:1)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、乙二醇和聚丁二酸丙二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至270℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
对比例1
本对比例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)2-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)3-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为1:2。
本对比例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丙二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丙二醇酯的摩尔比为1:2)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、乙二醇和聚丁二酸丙二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至240℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
对比例2
本对比例中溶胀胶带基体材料包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1为-(CH2)2-，R2为-(CH2)2-，R3为-(CH2)3-，耐温链段和溶胀链段的摩尔比为5:1。
本对比例中溶胀胶带基体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二甲酸和乙二醇按照摩尔比1:1加到反应釜中，在氮气的保护下，将温度提升至180℃搅拌进行预聚合反应，时间为6h；
(2)在氮气的保护下，再将聚丁二酸丙二醇酯(对苯二甲酸与聚丁二酸丙二醇酯的摩尔比为5:1)和钛酸四丁酯(钛酸四丁酯的加入量为加入对苯二甲酸、乙二醇和聚丁二酸丙二醇酯的总质量的800ppm)加入到反应釜中，在搅拌的情况下，升温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后，将温度提升至240℃，并加入钛酸四丁酯，利用氮气将釜内压力加压至5MPa以上，在持续搅拌的情况下反应10h，得到溶胀胶带基体材料。
性能测试
将所有实施例和对比例制备得到的溶胀胶带基体材料造粒，投入到单螺杆的流延挤出机中进行流延，加工温度为230～240℃，通过调整螺杆转速和流延的线速度，制备得到厚度为40μm的可耐温膨胀胶带的基层薄膜。
测试1：溶胀及形状保持能力测试
将实施例1-3和对比例1-2的溶胀胶带基体材料制备得到相应的基层薄膜后，将基层薄膜裁剪成长度为100mm，宽度为20um的样品，并将其分别置于23℃的电解液中进行溶胀4h后和85℃的电解液中进行溶胀4h后，观察其溶胀及形状保持能力，测试结果如下表1所示。根据不同的形态，可分为以下几个状态：
表1
由表1可知，实施例1-3溶胀胶带基体材料制备得到相应的基层薄膜分别在23℃和85℃的电解液中溶胀4h后，形状保持良好，且均具有良好的溶胀倍率和拉伸强度，即具有良好溶胀性能的同时，高温不易于溶解，使用寿命长。与实施例1相比，实施例4的耐温链段(R1为-(CH2)6-)较长，由于耐温链段较长易断裂，降低了溶胀胶带基体材料的耐温性能，热性变差，力学强度也随之降低，溶胀胶带基体材料溶胀链段中的酯基含量也会减少，降低了溶胀胶带基体材料的溶胀性能，因此实施例4溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜在23℃的电解液中溶胀4h后，溶胀倍率和拉伸强度均低于实施例1，且在85℃的电解液中溶胀4h后，基层薄膜部分溶解，形状破坏。与实施例1相比，实施例5的溶胀链段(R2为-(CH2)8-，R3为-(CH2)4-)较长，由于溶胀链段中的亚烷基较长，溶胀链段中的酯基含量会减少，降低了溶胀胶带基体材料的溶胀性能，再者，溶胀链段中的亚烷基较长也会导致这个溶胀胶带基体材料的力学强度下降，耐温性降低，因此实施例5溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜在23℃的电解液中溶胀4h后，溶胀倍率和拉伸强度均低于实施例1，且在85℃的电解液中溶胀4h后，基层薄膜部分溶解，形状破坏。与实施例1相比，实施例6的制备方法中没有将制备得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯和钛酸四丁酯在搅拌的情况下，继续加温至210℃，待材料熔融搅拌均匀后进行酯化反应，由于没有将酯化的原料进行升温混合均匀而直接在240℃的条件下进行酯化，未先混合均匀后反应，得到的溶胀胶带基体材料分子量分布均匀性不佳，故而分子量长短也不一致，耐温、溶胀性能稍差，因此实施例6溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜分别在23℃和85℃的电解液中溶胀4h后，溶胀倍率和拉伸强度均低于实施例1。与实施例1相比，实施例7的制备方法是在270℃的条件下进行酯化，酯化温度较高，反应比较剧烈，副产物增多，分子量分布增宽，耐温、溶胀性能稍差，因此实施例7溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜分别在23℃和85℃的电解液中溶胀4h后，溶胀倍率和拉伸强度均低于实施例1。与实施例1相比，对比例1的耐温链段和溶胀链段的摩尔比为1:2，耐温链段过少，降低了溶胀胶带基体材料的耐温性能，热性变差，力学强度也随之降低，因此对比例1溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜在23℃的电解液中溶胀4h后，部分溶解，基层薄膜形状破坏，在85℃的电解液中溶胀4h后，基层薄膜大部分溶解，无形状。与实施例1相比，对比例2的耐温链段和溶胀链段的摩尔比为5:1，溶胀链段过少，降低了溶胀胶带基体材料的溶胀性能，因此对比例2溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜分别在23℃和85℃的电解液中溶胀4h后，溶胀倍率显著低于实施例1，在实际应用中无法使用。
溶胀胶带的制备
应用例1
基于聚丙烯酸酯共聚物与美国亨斯迈Araldite MY-720环氧树脂按照质量比100:0.1配制后，使用微凹涂布方式涂布5μm压敏胶层，烘干后与实施例1基体材料制备得到的基层薄膜厚度40μm的表面上贴合，并在固化后，制备成溶胀胶带。
应用例2
基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物系热熔压敏胶配制，使用微凹涂布方式涂布5μm压敏胶层，烘干后与实施例1基体材料制备得到的基层薄膜厚度厚度40μm的表面上贴合，并在固化后，制备成溶胀胶带。
应用对比例1
基于聚丙烯酸酯共聚物与美国亨斯迈Araldite MY-720环氧树脂按照质量比100:0.1配制后，使用微凹涂布方式涂布5μm压敏胶层，烘干后与对比例1基体材料制备得到的基层薄膜厚度40μm的表面上贴合，并在固化后，制备成溶胀胶带。
应用对比例2
基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物系热熔压敏胶配制，使用微凹涂布方式涂布5μm压敏胶层，烘干后与对比例1基体材料制备得到的基层薄膜厚度40μm的表面上贴合，并在固化后，制备成溶胀胶带。
应用对比例3
基于聚丙烯酸酯共聚物与美国亨斯迈Araldite MY-720环氧树脂按照质量比100:0.1配制后，使用微凹涂布方式涂布5μm压敏胶层，烘干后与对比例2基体材料制备得到的基层薄膜厚度40μm的表面上贴合，并在固化后，制备成溶胀胶带。
应用对比例4
基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物系热熔压敏胶配制，使用微凹涂布方式涂布5μm压敏胶层，烘干后与对比例2基体材料制备得到的基层薄膜厚度40μm的表面上贴合，并在固化后，制备成溶胀胶带。
测试2：基层薄膜与压敏胶层剥离力测试方法
在23℃电解液浸泡4h后，测试溶胀胶带的基层薄膜与压敏胶层粘基力，测试方法为：使用200g压块底面积70mm*70mm压在胶层面上，以10mm/s速度拉动压块，观察其是否脱落，可分为以下几种形态：
无脱落：胶与基层薄膜粘基力佳，外观无明显变化；
部分脱落：胶与基层薄膜粘基力较差，胶层掉落；
全部脱落：胶与基层薄膜粘基力整片脱落，胶层基本完全掉落。
测试结果如下表2所示：
表2
由表2可知，本发明实施例1和对比例1的溶胀胶带基体材料制备得到的基层薄膜与胶层的能够有保持好粘基力，而对比例2则表现为较差的粘基力。由于基体材料中溶胀链段与耐温链链段的比例不一致，制备得到的基层薄膜与胶层的粘基力不一致，溶胀段含量越低，基层薄膜与胶层粘基力越小，对比例2由于耐温链链过多，溶胀链段过少，导致基层薄膜与胶层粘基力严重下降，造成脱落。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但这些修改或替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种溶胀胶带基体材料，其特征在于，包括耐温链段和溶胀链段，所述耐温链段的结构通式为式I，所述溶胀链段的结构通式为式II：
其中，R1、R2和R3均为亚烷基，所述耐温链段和溶胀链段的摩尔比为(1-4):1。
2.根据权利要求1所述溶胀胶带基体材料，其特征在于，所述R1包括C2-C4亚烷基，所述R2包括C2-C4亚烷基；所述R3包括C3-C4亚烷基。
3.根据权利要求1所述溶胀胶带基体材料，其特征在于，所述耐温链段的质量百分含量为50wt％～80wt％，所述溶胀链段的质量百分含量为20wt％～50wt％。
4.根据权利要求1所述溶胀胶带基体材料，其特征在于，制备所述溶胀胶带基体材料的方法包括如下步骤：
(1)令对苯二甲酸和脂肪醇在160～180℃的反应温度下进行预聚合反应，得到耐温链段预聚体；
(2)向所述耐温链段预聚体中加入直链型二酸二醇酯，然后使反应体系在反应温度为230～250℃、反应压力不低于5MPa的反应条件下发生酯化反应，制得所述溶胀胶带基体材料。
5.根据权利要求4所述溶胀胶带基体材料，其特征在于，步骤(2)中，所述酯化反应还包括酯化催化剂，所述酯化催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、二氧化锗、三氯化铋、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮镧中的一种以上。
6.根据权利要求4所述溶胀胶带基体材料，其特征在于，步骤(2)中，向所述耐温链段预聚体中加入直链型二酸二醇酯，还包括加温至200-210℃将耐温链段预聚体和直链型二酸二醇酯熔融搅拌均匀后，再进行酯化反应。
7.一种溶胀胶带，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述溶胀胶带基体材料。
8.根据权利要求7所述溶胀胶带，其特征在于，所述溶胀胶带还包括与所述溶胀胶带基体材料相复合的胶层。
9.根据权利要求7所述溶胀胶带，其特征在于，所述胶层包括橡胶型压敏胶、树脂型压敏胶中的一种以上。
10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求7所述溶胀胶带。
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