一种用于电池的UV光固化型胶水及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：氢化双酚A丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂。本发明专利技术的UV光固化型胶水可以在中低等温度下实现连续喷涂，固化后的涂层具有高硬度的同时兼顾了韧性

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池的UV光固化型胶水及其应用


[0001]本专利技术涉及胶水领域，具体地，一种UV光固化型胶水及在制备电池中的绝缘保护层中的应用。

技术介绍

[0002]目前，在锂电池生产中，锂电池电芯的生产组装是最重要的环节之一。对于锂电池电芯生产，最重要的是性能与效率，因此在保证质量的前提下如何优化生产工艺、缩短生产时间至关重要。
[0003]电池电芯的绝缘保护主要由外侧胶层提供。传统的绝缘保护是通过在电芯外壳表面贴合蓝膜实现的，贴合方式分为半包和全包，其中半包则会使得外壳的侧面或底部有金属铝暴露的问题，虽然后道工序会有结构胶填充，但成本会相应提高，同时结构胶在老化后绝缘性会下降，存在一定的风险。此外，贴合蓝膜的工艺需要在整套设备内额外增加裁切设备、贴合设备，设备的占地体积庞大、定制化造价昂贵。因此，传统的贴胶膜工艺不仅需要较长的生产时间，还需要较多的生产设备，降低了生产效率并提高了生产成本。
[0004]此外，传统的胶膜由于裁切工艺需要浪费规定尺寸外的冗余部位，并且由于胶膜的本体强度偏低，对下道工序的双组分结构胶的粘接效果差，从而导致在后续可靠性测试中发生开裂、脱胶等失效问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种UV光固化型胶水以及该UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用。该UV光固化型胶水的使用可以节约大量的生产时间，并且所使用的设备简单易得，涂覆后所得到的涂层具有提高的粘接强度和可靠性。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：氢化双酚A丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中，以重量份数计，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物为35~85份，所述第一丙烯酸酯单体为10~60份，所述光引发剂为1~10份。
[0007]根据本专利技术的第二方面，提供了本专利技术的第一方面所述的UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用。
[0008]本专利技术采用UV光固化技术，所述UV光固化型胶水在固化前为液态，这样可以充分浸润电芯外壳表面，在UV光照射进行固化后，可以实现良好的绝缘保护。该UV光固化型胶水通过引入氢化双酚A结构提高绝缘涂层的内聚强度，进而提高对电芯外壳的粘接，提升涂层硬度，同时氢化双酚A可进行链缠绕、链旋转，可增强涂层的韧性和刚性，提高涂层的可靠性，同时在分子结构的侧链引入可以与结构胶（2K PU）反应的功能性官能团，进一步提高了粘结强度和可靠性。
[0009]此外，由于原材料纯度高、本身固化效率高、丙烯酸酯的双键转化率高，残余极少的活性官能团和杂质离子，涂层具有极低的吸水率以及很高的耐压绝缘性；同时，固化后的
涂层是以氢化双酚A、桥环和双环戊二烯为主链的三维交联网状结构，极性低且结构致密，与具有其他丙烯酸酯的固化涂层相比具有更加优异的耐酸、耐碱以及各种极性溶剂的特性。
[0010]此外，与传统的贴胶膜工艺相比，本专利技术提供的UV光固化型胶水可以省略繁琐的工序，仅需要涂覆设备和光固化设备就可以达到与传统工艺相当的效果，并且设备无需定制且造价便宜，可以节约大量的生产时间，加快生产设备的周转，减少生产设备的总体数量，节约人力成本，提高生产效率，进而大大提高产能。
[0011]本专利技术提供的UV光固化型胶水也可以广泛地应用在对UV固化涂层的硬度、韧性、与基材的粘接力、可靠性有一定要求的各个领域。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术的实施方案，对本专利技术进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方案仅仅是本专利技术的一部分实施方案，而不是全部的实施方案。基于本专利技术中的实施方案，本领域普通技术人员可以获得的所有其他实施方案，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]对于电芯的绝缘保护，传统的贴膜工艺由于需要使用裁切工艺，会造成胶膜的浪费，并且在采用半包时，后续会使用结构胶进行填充，由于胶膜的本体强度低会造成粘接强度差，从而导致后续存在开裂、脱胶等失效问题，从而使得存在绝缘性能下降的风险。此外，传统的贴膜工艺所使用的设备体积庞大，定制化造价昂贵，并且需要较长的生产时间，成本相对较高。
[0014]基于此，本专利技术提供了一种UV光固化型胶水，其中，氢化双酚A丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中，以重量份数计，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物为35~85份，所述第一丙烯酸酯单体为10~60份，所述光引发剂为1~10份。本专利技术提供的UV光固化型胶水包括氢化双酚A丙烯酸酯预聚物，利用氢化双酚A丙烯酸酯预聚物中氢化双酚A的刚性与韧性兼具的主链重复单元来提升胶层的内聚强度，增强耐磨性。
[0015]如本领域技术人员所理解的，光固化技术是指通过一定波长的紫外光照射，使液态的树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺。“UV光固化型胶水”是指在一定波长的紫外光的照射下，胶水中的光引发剂分解产生活性中心，引发链式反应，由此胶水中的单体和预聚物交联聚合，使得胶水从液体状态转变为固体状态而快速固化，从而实现粘接、密封和固定。结合到本专利技术，本专利技术提供的UV光固化型胶水在固化前呈液体状态，因此可以充分渗透到电芯外壳的表面的各个部分，而在固化反应完成后，UV光固化型胶水覆盖在电芯外壳的表面上形成涂层作为绝缘保护层，使得电芯外壳的表面不会与外界接触，而是涂层与外界接触，以实现绝缘保护。此外，当涂层受损时，非常容易修补，恢复原貌。
[0016]在一些实施方案中，所述UV光固化型胶水是通过以下方法步骤得到的：将第一丙烯酸酯单体、光引发剂依次加入反应釜内以100~150rpm的速度搅拌直至混合均匀；再加入氢化双酚A丙烯酸酯预聚物、填料，以50~100rpm的速度搅拌直至混合均匀；最后加入助剂如色浆、偶联剂，以100~150rpm的速度搅拌20~30min后过滤出料，即得到所述UV光固化型胶水。
[0017]在一个优选的实施方案中，以重量份数计，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物为35~80份，所述第一丙烯酸酯单体为20~55份，所述光引发剂为3~8份。在一个更优选的实施方案
中，以重量份数计，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物为50~70份，所述第一丙烯酸酯单体为40~50份，所述光引发剂为4~8份。
[0018]在一些实施方案中，所述UV光固化型胶水还可以包括填料和助剂，其中，以重量份数计，所述填料为1~10份，所述助剂为1~10份。在一个优选的实施方案中，以重量份数计，所述填料为1~8份，所述助剂为3~10份。在一个更优选的实施方案中，以重量份数计，所述填料为3~8份，所述助剂为5~8份。
[0019]在一些实施方案中，在所述UV光固化型胶水中，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物的分子量为≤20,000 Da。在一个优选的实施方案中，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物的分子量为≤10,000 Da。在一个更优选的实施方案中，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物的分子量为≤5,000 Da。如本领域技术人员所理解的，分子量越大，所制备的胶水的内聚力较大，粘度就会越大，不利于胶水的施用，例如点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：氢化双酚A丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中，以重量份数计，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物为35~85份，所述第一丙烯酸酯单体为10~60份，所述光引发剂为1~10份，其中，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物是氢化双酚A与异氰酸酯和第二丙烯酸酯单体合成得到的，所述第二丙烯酸酯单体为仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯和进一步含羟基的丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种的组合。2.根据权利要求1所述的UV光固化型胶水，其中，所述氢化双酚A丙烯酸酯预聚物的分子量为≤20,000Da。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，以重量份数计，所述氢化双酚A为20
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50份，所述异氰酸酯为10
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35份，所述第二丙烯酸酯单体为30
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55份。4.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述异氰酸酯为二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、赖氨酸二异氰酸酯（LDI）中的一种或多种的组合。5.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述第一丙烯酸酯单体为以下丙烯酸酯单体中的一种或者多种的组合：仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体；进一步含羟基的丙烯酸酯单体；进一步含酸性官能团的丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋大伟，方旺胜，庄寅，
申请(专利权)人：拓迪化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：