WO2018000132A1 - 结构胶纸 - Google Patents

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blowing agent
silicone
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戴志芳
龙海
陶兴华
张盛武
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宁德新能源科技有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J183/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04—Polysiloxanes

Definitions

  • the invention relates to the field of adhesive tape, in particular to a structural adhesive tape.
  • the structural adhesive tape is added at the position of the ear before coating, and the adhesive surface corresponds to an empty foil area. After the coating operation is completed, the structural adhesive tape is removed to reserve a welding position for the ear.
  • the active material slurry is covered on the blank current collector and the structural adhesive paper, and then two temperature zones are set in the drying tunnel in the drying process, wherein the former temperature zone is the active material slurry drying temperature zone.
  • the latter temperature zone is a heated stripping temperature zone of the structural adhesive paper, which is dried by the active material slurry, and the structural adhesive paper is peeled off by heat, thereby achieving the purpose of leaving the empty foil area in the current collector.
  • the use of the conventional structural adhesive paper has the following problem: Referring to FIG. 4, since the application of the active material slurry 3' is a quantitative coating, the structural adhesive paper 1' occupies a space of a part of the active material slurry 3', resulting in a structure.
  • the active material slurry 3' at the edge of the adhesive sheet 1' forms a projection having a certain height difference.
  • the structural adhesive paper 1' is peeled off by the heat curl, the protrusion at the peeling edge cannot be eliminated, and in the subsequent rolling process, the current collector 2' at the protrusion is subjected to excessive shearing force, causing the foil to become brittle, even A break will occur, causing the process to fail.
  • the thickness of the active material slurry 3' at the edge of the conventional structural adhesive sheet 1' peeling is larger than the thickness of the active material slurry 3' in the normal region, resulting in occurrence of breakage at the time of the subsequent rolling process.
  • peeling is usually achieved using acrylate adhesive plus blowing agent granules.
  • the foaming agent particles in the acrylate rubber are sufficiently baked and exposed, and the surface of the foaming agent particles is coated with a thin layer of glue. Since the Tf temperature of the acrylate adhesive is relatively low (generally 70 ° C to 100 ° C), the drying temperature of the active material slurry is generally 120 ° C to 130 ° C, so in the drying process of the active material slurry, the acrylate adhesive is high.
  • the elastic state becomes a viscous flow state, the viscosity and cohesion force are greatly reduced, and the exposed foaming agent particles may have foaming expansion, and it is easy to tear the foaming agent particles.
  • the thin layer of the surface layer causes the blowing agent particles to directly contact the current collector, and the debonding occurs during the drying of the active material slurry.
  • Another object of the present invention is to provide a structural adhesive tape which can improve the utilization rate of the active material, avoid waste of the active material, and at the same time improve the energy density, fast charge and release, and heat dissipation performance of the battery.
  • the present invention provides a structural adhesive tape comprising: an organic silicone adhesive layer for adhering to an object to be bonded.
  • the silicone adhesive layer comprises one or more of a condensation product of MQ silicone resin, MQ silicone resin and silicone rubber.
  • the silicone adhesive layer has a low surface energy and is difficult to infiltrate with the active material slurry, thereby causing repulsion to the active material slurry.
  • the contact surface of the wet active material slurry and the silicone adhesive layer generates a repulsive force, causing migration of the wet active material slurry, and the protrusion height is weakened and eliminated.
  • the structural adhesive tape of the invention can improve the utilization rate of the active material, avoid waste of the active material, and simultaneously improve the energy density, fast charge and release, and heat dissipation performance of the battery.
  • the structural adhesive tape of the invention can meet the batch production demand of the battery, and improve the productivity and the excellent product rate of the battery.
  • Figure 1 is a schematic view showing the application of a structural adhesive paper coated with an active material slurry to a current collector according to the present invention
  • Figure 2 is an enlarged view of the circled portion of Figure 1;
  • Figure 3 is a SEM image showing the application of the structural adhesive paper of the coated active material slurry of Example 1 to a current collector;
  • Figure 4 is a schematic view showing the application of a structural adhesive paper of a prior art coated active material slurry to a current collector. Figure.
  • the structural adhesive tape according to the first aspect of the present invention comprises: an organic silicone adhesive layer for sticking to the object to be bonded.
  • the silicone adhesive layer comprises one or more of a condensation product of MQ silicone resin, MQ silicone resin and silicone rubber.
  • the silicone adhesive layer has a low surface energy and is hard to be infiltrated with the active material slurry, thereby causing repulsion to the active material slurry.
  • the contact surface of the wet active material slurry and the silicone adhesive layer generates a repulsive force, causing migration of the wet active material slurry, and the protrusion height is weakened and eliminated.
  • the object to be bonded is the current collector 2, and when the wet active material slurry 3 is overlaid on the structural adhesive tape 1, the contact surface of the active material slurry 3 and the silicone adhesive layer generates a repulsive force. The wet active material slurry 3 is caused to migrate, and the protrusion height is weakened.
  • the MQ silicone resin is selected from the group consisting of methyl MQ silicone resin, vinyl MQ silicone resin, phenyl MQ silicone resin, amino MQ silicone resin, hydrogen-containing MQ silicone resin. One or several of them.
  • the silicone adhesive layer may further include a platinum catalyst.
  • the platinum catalyst has a platinum concentration of from 1000 PPM to 5000 PPM.
  • the silicone adhesive layer may further comprise Including blowing agent particles.
  • the silicone adhesive layer may further include a platinum catalyst and a blowing agent particle.
  • the silicone adhesive layer has a high Tf temperature (generally 150 ° C to 200 ° C) and has a high cohesive force, so the drying process of the active material slurry Even if a small portion of the foaming agent particles are exposed or even foamed, the silicone adhesive on the surface of the foaming agent particles is sufficient to support the bonding to the current collector, avoiding the appearance of structural adhesive during the drying process of the active material slurry.
  • the paper is not sticky.
  • the oven temperature reaches the foaming point of the foaming agent particles, and most of the foaming agent particles are foamed and expanded to make the structural adhesive paper lose the viscosity, which facilitates the peeling of the structural adhesive paper, and achieves the set in the set.
  • the fluid is reserved for the purpose of emptying the foil area.
  • the blowing agent particles are physical blowing agents and/or chemical blowing agents.
  • the physical foaming agent is one or more selected from the group consisting of an isopentane blowing agent, an isobutane blowing agent, and a cyclopentane blowing agent. .
  • the chemical foaming agent is selected from the group consisting of azodicarbonamide (AC), azobisisobutyronitrile (AIBN), and N,N-dinitroso.
  • AC azodicarbonamide
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • N,N-dinitroso One or more of pentamethyltetramine (DPT), 4,4'-oxobisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), p-toluenesulfonylhydrazide (TSH).
  • the foaming agent particles have an average particle diameter D50 of from 5 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the silicone adhesive layer has a thickness of from 30 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the structural adhesive sheet further includes: a substrate disposed on a side of the silicone adhesive layer away from the object to be bonded.
  • the substrate may be selected from polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the substrate may have a thickness of from 15 ⁇ m to 36 ⁇ m.
  • the foaming agent particles AC (foaming temperature is 130 ° C to 140 ° C) having an average particle diameter D50 of 5 ⁇ m to 40 ⁇ m are filtered by a 150 mesh sieve to remove impurities at room temperature, followed by methyl MQ silicone resin and platinum catalyst (platinum).
  • the concentration of 3000 PPM) and the solvent toluene were stirred at a rotational speed of 40 rpm to 60 rpm to prepare a slurry of an organic silicone adhesive layer, and the stirring time was 60 min.
  • the slurry of the silicone adhesive layer was applied to the substrate PET (thickness: 15 ⁇ m) by a conventional doctor blade coating to form a roll, and the coating thickness of the control slurry was 40 ⁇ m.
  • the temperature was raised to 85 ° C to 90 ° C, the coil running speed was controlled to 10 m / min to 12 m / min, and the baking time was 2 min to remove the solvent toluene (toluene residual amount was less than 1%).
  • the mixture was heated to 60 ° C for aging, and the aging time was 60 h to complete the preparation of the structural adhesive tape.
  • the structural adhesive paper is pasted on the current collector, and the active material slurry is coated, and then dried.
  • the temperature of the drying temperature zone of the active material slurry is set to 120 ° C, and the temperature of the structural adhesive paper is set to 140 ° C.
  • the foaming of the blowing agent particles causes the structural adhesive paper to curl, and finally the structural adhesive paper is peeled off from the current collector, and the welding position is reserved for the polar ear.
  • FIG. 3 shows an SEM image of the structural adhesive paper 1 of the coated active material slurry 3 of Example 1 applied to the current collector 2. As can be seen from Fig. 3, at the edge of the structural adhesive sheet 1, the projection of the active material slurry 3 is greatly weakened.

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Abstract

本发明提供一种结构胶纸。所述结构胶纸包括：有机硅胶黏剂层，用于粘贴在被粘结对象上。所述有机硅胶黏剂层包括MQ硅树脂、MQ硅树脂与有机硅橡胶的缩合产物中的一种或几种。本发明的结构胶纸能消除结构胶纸边缘处的活性物质浆料的凸起。本发明的结构胶纸还能提升活性物质的利用率，避免活性物质的浪费，同时提升电池的能量密度、快充快放以及散热性能。

Description

结构胶纸 技术领域
本发明涉及胶纸领域，尤其涉及一种结构胶纸。
背景技术
当前，在锂离子电池的极片涂布活性物质之前，需要在集流体上预留出极耳的位置，保证极耳的焊接位置为集流体的未涂覆活性物质浆料的空箔区。在现有技术中，涂布前在极耳位置增加常规结构胶纸，其粘贴面对应为空箔区，涂布操作完成后再除去结构胶纸即可为极耳预留出焊接位置。在涂布工序中，活性物质浆料覆盖在空白集流体及结构胶纸上，之后在烘干工序中在烘道中设定两个温区，其中前一个温区为活性物质浆料干燥温区，后一个温区为结构胶纸受热剥离温区，通过活性物质浆料干燥、结构胶纸受热卷曲剥离，达成在集流体预留出空箔区的目的。
然而，使用常规结构胶纸存在以下问题：参照图4，由于活性物质浆料3′的涂布属于定量涂布，结构胶纸1′会占据部分活性物质浆料3′的空间，导致在结构胶纸1′边缘处的活性物质浆料3′形成了一个凸起，具有一定高度差。当结构胶纸1′受热卷曲剥离后，剥离边缘处的凸起无法消除，在后续辊压工序时，凸起处的集流体2′会受到过高的剪切力导致箔材变脆，甚至会出现断裂，导致工序无法正常进行。此外，常规结构胶纸1′剥离的边缘处的活性物质浆料3′的厚度比正常区域的活性物质浆料3′的厚度大，导致后续辊压工序时更容易出现断带。
常规结构胶纸中，通常使用丙烯酸酯胶加发泡剂颗粒实现剥离。在烘干工序中，活性物质浆料干燥后，丙烯酸酯胶中的发泡剂颗粒充分烘烤后裸露，且发泡剂颗粒表面会带一层薄胶。由于丙烯酸酯胶的Tf温度较低(一般为70℃～100℃)，活性物质浆料的干燥温度一般为120℃～130℃，因此在活性物质浆料的干燥过程中，丙烯酸酯胶由高弹态变成粘流态，粘性及内聚力大幅度下降，裸露的发泡剂颗粒存在发泡膨胀的可能，很容易撕裂发泡剂颗粒 表层的薄胶，导致发泡剂颗粒直接与集流体接触，在活性物质浆料干燥过程中出现失粘。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构胶纸，所述结构胶纸能消除结构胶纸边缘处的活性物质浆料的凸起。
本发明的另一目的在于提供一种结构胶纸，其能提升活性物质的利用率，避免活性物质的浪费，同时提升电池的能量密度、快充快放以及散热性能。
为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种结构胶纸，其包括：有机硅胶黏剂层，用于粘贴在被粘结对象上。所述有机硅胶黏剂层包括MQ硅树脂、MQ硅树脂与有机硅橡胶的缩合产物中的一种或几种。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
在本发明的结构胶纸中，有机硅胶黏剂层具有低表面能，与活性物质浆料很难浸润，因此会对活性物质浆料产生排斥作用。当湿的活性物质浆料覆盖在结构胶纸上时，湿的活性物质浆料与有机硅胶黏剂层的接触面产生排斥力，使湿的活性物质浆料产生迁移，凸起高度削弱，消除结构胶纸边缘处的活性物质浆料的凸起。
本发明的结构胶纸能提升活性物质的利用率，避免活性物质的浪费，同时提升电池的能量密度、快充快放以及散热性能。
本发明的结构胶纸能满足电池的批量化生产需求，提升电池的产能和优品率。
附图说明
图1示出根据本发明的涂布活性物质浆料的结构胶纸应用于集流体的一示意图；
图2为图1的圆圈部分的放大图；
图3示出实施例1的涂布活性物质浆料的结构胶纸应用于集流体的SEM图；
图4示出现有技术的涂布活性物质浆料的结构胶纸应用于集流体的示意 图。
其中，附图标记说明如下：
1，1′结构胶纸
2，2′集流体
3，3′活性物质浆料
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的结构胶纸。
首先说明根据本发明第一方面的结构胶纸。
根据本发明第一方面的结构胶纸包括：有机硅胶黏剂层，用于粘贴在被粘结对象上。所述有机硅胶黏剂层包括MQ硅树脂、MQ硅树脂与有机硅橡胶的缩合产物中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，有机硅胶黏剂层具有低表面能，与活性物质浆料很难浸润，因此会对活性物质浆料产生排斥作用。当湿的活性物质浆料覆盖在结构胶纸上时，湿的活性物质浆料与有机硅胶黏剂层的接触面产生排斥力，使湿的活性物质浆料产生迁移，凸起高度削弱，消除结构胶纸边缘处的活性物质浆料的凸起。
参照图1至图2，被粘结对象为集流体2，当湿的活性物质浆料3覆盖在结构胶纸1上时，活性物质浆料3与有机硅胶黏剂层的接触面产生排斥力，使湿的活性物质浆料3产生迁移，凸起高度削弱。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述MQ硅树脂的分子通式为[R3SiO1/2]m[SiO4/2]n，其中，m/n＝0.6～0.9，R选自烷基、苯基、烯基、氨基中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述MQ硅树脂选自甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂、苯基MQ硅树脂、氨基MQ硅树脂、含氢MQ硅树脂中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述有机硅胶黏剂层还可包括铂金催化剂。所述铂金催化剂的铂浓度为1000PPM～5000PPM。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述有机硅胶黏剂层还可包 括发泡剂颗粒。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述有机硅胶黏剂层还可同时包括铂金催化剂以及发泡剂颗粒。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，有机硅胶黏剂层的Tf温度很高(一般为150℃～200℃)，且本身内聚力很高，因此在活性物质浆料的干燥过程中即使有小部分的发泡剂颗粒裸露甚至发泡膨胀，发泡剂颗粒表层的有机硅胶黏剂也足以支撑其粘结在集流体上，避免在活性物质浆料的干燥过程中出现结构胶纸的失粘。待活性物质浆料层干燥完成后，烘箱温度达到了发泡剂颗粒的发泡点，大部分的发泡剂颗粒发泡膨胀使结构胶纸失粘，便于结构胶纸的剥离，达成在集流体预留出空箔区的目的。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述发泡剂颗粒为物理发泡剂和/或化学发泡剂。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述物理发泡剂选自异戊烷发泡剂、异丁烷发泡剂、环戊烷发泡剂中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述化学发泡剂选自偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)、N，N-二亚硝基五次甲基四胺(DPT)、4，4′-氧代双苯磺酰肼(OBSH)、对甲苯磺酰肼(TSH)中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述发泡剂颗粒的平均粒径D50为5μm～40μm。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述有机硅胶黏剂层的厚度为30μm～50μm。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述结构胶纸还包括：基材，设置于所述有机硅胶黏剂层远离所述被粘结对象的一侧。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述基材可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
在根据本发明第一方面所述的结构胶纸中，所述基材的厚度可为15μm～36μm。
下面结合实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
实施例1
室温环境下，将平均粒径D50为5μm～40μm的发泡剂颗粒AC(发泡温度为130℃～140℃)采用150目筛子过滤除去杂质，之后与甲基MQ硅树脂、铂金催化剂(铂浓度为3000PPM)、溶剂甲苯在40rpm～60rpm的转速下搅拌制成有机硅胶黏剂层的浆料，搅拌时间为60min。
采用普通刮刀涂布的方式将有机硅胶黏剂层的浆料涂布在基材PET上(厚度为15μm)，生成料卷，控制浆料的涂布厚度为40μm。
加热至烘箱温度为85℃～90℃，料卷走速控制为10m/min～12m/min，烘烤时间2min以除去溶剂甲苯(甲苯残余量低于1％)。
加热至60℃进行熟化，熟化时间为60h，完成结构胶纸的制备。
将结构胶纸粘贴于集流体上，涂布活性物质浆料，之后进行烘干，其中活性物质浆料干燥温区的温度设定为120℃，结构胶纸受热剥离温区设置为140℃，发泡剂颗粒发泡使得结构胶纸卷曲，最后将结构胶纸从集流体剥离，为极耳预留出焊接位置。
图3示出实施例1的涂布活性物质浆料3的结构胶纸1应用于集流体2的SEM图。从图3中可以看出，在结构胶纸1的边缘处，活性物质浆料3的凸起被大大削弱。

Claims (17)

  1. 一种结构胶纸，其特征在于，包括：
    有机硅胶黏剂层，用于粘贴在被粘结对象上；
    所述有机硅胶黏剂层包括MQ硅树脂、MQ硅树脂与有机硅橡胶的缩合产物中的一种或几种。
  2. 根据权利要求1所述的结构胶纸，其特征在于，所述MQ硅树脂的分子通式为[R3SiO1/2]m[SiO4/2]n，其中，m/n＝0.6～0.9，R选自烷基、苯基、烯基、氨基中的一种或几种。
  3. 根据权利要求2所述的结构胶纸，其特征在于，所述MQ硅树脂选自甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂、苯基MQ硅树脂、氨基MQ硅树脂、含氢MQ硅树脂中的一种或几种。
  4. 根据权利要求1所述的结构胶纸，其特征在于，所述有机硅胶黏剂层还包括铂金催化剂。
  5. 根据权利要求4所述的结构胶纸，其特征在于，所述铂金催化剂的铂浓度为1000PPM～5000PPM。
  6. 根据权利要求1所述的结构胶纸，其特征在于，所述有机硅胶黏剂层还包括发泡剂颗粒。
  7. 根据权利要求6所述的结构胶纸，其特征在于，所述发泡剂颗粒为物理发泡剂和/或化学发泡剂。
  8. 根据权利要求7所述的结构胶纸，其特征在于，
    所述物理发泡剂选自异戊烷发泡剂、异丁烷发泡剂、环戊烷发泡剂中的一种或几种；
    所述化学发泡剂选自偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、N，N-二亚硝基五次甲基四胺、4，4′-氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼中的一种或几种。
  9. 根据权利要求6所述的结构胶纸，其特征在于，发泡剂颗粒的平均粒径D50为5μm～40μm。
  10. 根据权利要求4所述的结构胶纸，其特征在于，所述有机硅胶黏剂层还包括发泡剂颗粒。
  11. 根据权利要求10所述的结构胶纸，其特征在于，所述发泡剂颗粒为物理发泡剂和/或化学发泡剂。
  12. 根据权利要求11所述的结构胶纸，其特征在于，
    所述物理发泡剂选自异戊烷发泡剂、异丁烷发泡剂、环戊烷发泡剂中的一种或几种；
    所述化学发泡剂选自偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、N，N-二亚硝基五次甲基四胺、4，4′-氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼中的一种或几种。
  13. 根据权利要求10所述的结构胶纸，其特征在于，发泡剂颗粒的平均粒径D50为5μm～40μm。
  14. 根据权利要求1所述的结构胶纸，其特征在于，所述有机硅胶黏剂层的厚度为30μm～50μm。
  15. 根据权利要求1-14中任一项所述的结构胶纸，其特征在于，所述结构胶纸还包括：基材，设置于所述有机硅胶黏剂层远离所述被粘结对象的一侧。
  16. 根据权利要求15所述的结构胶纸，其特征在于，所述基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯。
  17. 根据权利要求15所述的结构胶纸，其特征在于，所述基材的厚度为15μm～36μm。
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