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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池包装材料,特别是涉及一种软包装锂电池用极耳胶及其制备方法。
技术介绍
1、在软包装锂电池中,极耳胶作为极耳与铝塑膜的连接部件,其性能直接关系到软包装锂电池的质量,其主要的问题是短路、漏液。目前国内市场上,极耳制造所使用的极耳胶分为白胶、黑胶和黄胶,其中的黑胶和黄胶为三层结构,中间层为pen或无纺布,表面两层为改性pp,该类型极耳胶中间层虽有较高的耐热性,但由于中间膜层和表层膜层材质不一样,在电解液长期浸泡之下,容易发生极耳胶分层而导致封口开裂,进而电解液漏液;其中的白胶为单层、三层或五层结构,以不同熔点梯度的聚乙烯或聚丙烯设计而成,而聚乙烯或聚丙烯熔点一般低于170℃,与铝塑膜内层cpp熔点接近,在热封过程中熔融并具有一定的流动性,仍然难以保证封装厚度,进而热封后金属导体和铝箔容易接触形成短路或者电子隧道等失效形式。
2、除了现有的白胶、黑胶和黄胶外,在改善短路、漏液问题上,现有技术中也有其他不同思路:第一类是,中间层设置成交联聚乙烯或交联聚丙烯,外层设置成无交联或辐照交联聚烯烃层,进行共挤加工,此方案的问题在于交联度难以控制,聚丙烯难以交联,交联聚乙烯和交联聚丙烯难以挤出加工成膜,更加难以共挤出加工;第二类是,在三层共挤烯烃类极耳胶中间层添加纳米陶瓷颗粒、纳米氧化物颗粒、纳米无机金属颗粒等进行填充,以提升芯层耐温性,此类方案的问题在于芯层柔性不足,在封装和后期加工过程中,极耳金属和极耳胶容易断裂,从而使锂电池产生漏液等;第三类与黑胶和黄胶类似,中间层设置为pet、芳纶、玻璃纤维等,再与粘结树脂复
3、鉴于此,本申请旨在提供一种软包装锂电池用极耳胶及其制备方法,以更好地解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本专利技术提供一种软包装锂电池用极耳胶及其制备方法,其在中间层设置耐高温树脂,能够在高温热封下具备足够的封装厚度,长期浸泡电解液下不分层,从根本改善漏液问题,同时其柔韧性好,加工制作简单,便于生产制造。
2、本专利技术采用的技术方案是:
3、一种软包装锂电池用极耳胶,所述极耳胶设为由第一表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和第二表层构成的五层对称结构;
4、其中,第一表层和第二表层采用马来酸酐改性聚丙烯制成;
5、其中,第一粘结层和第二粘结层采用高熔点马来酸酐改性聚丙烯制成;
6、其中,中间层采用嵌段共聚聚丙烯、聚苯醚和马来酸酐改性poe共混料制成。
7、进一步地,所述极耳胶的整体厚度为80um~150um,层比设定在1:1:1:1:1至1:1:3:1:1之间。
8、进一步地,所述马来酸酐改性聚丙烯为熔点125℃~150℃、熔指为3~10g/10min。
9、进一步地,所述马来酸酐改性聚丙烯为单一牌号,或者不同牌号的组合,通过采用马来酸酐改性聚丙烯,其对极耳金属有很好的粘接性,同时合适的熔点对铝塑cpp的热封融合性也优异。
10、进一步地,所述高熔点马来酸酐改性聚丙烯的熔点为155℃~165℃,熔指2~10g/10min,通过采用高熔点马来酸酐改性聚丙烯设置在中间层和表层之间,在热封时避免表层因与中间层熔点差异过大而导致热剥离。
11、进一步地,该极耳胶中间层由嵌段聚丙烯、ppo及马来酸酐改性poe按一定比例共混料制成,其中所选的嵌段共聚聚丙烯要求熔点≥160℃,熔指3~7g/10min(230℃/2.16kg);所选ppo熔点≥260℃,熔指8~15g/10min(230℃/2.16kg);所选poe-g-mah,密度≤0.9g/cm3,熔指1.5~8g/10min(190℃/2.16kg)。
12、其中,共混物中,本申请通过添加ppo提升共混物的熔点,进而以提高整个中间层的耐温性,确保在热封(特别高温热封)之后,有足够的封装厚度,避免因封装厚度不够造成短路,且ppo具备优异的耐水解性;而通过添加poe-g-mah,一方面作为相容剂,一方面作为增韧剂对共混物增韧。其中,ppo占比15%~45%,优选25%~35%,比例超过45%则共混物难以加工,比例低于15%则耐温性提升不足;poe-g-mah占比10%~20%,比例过低情况下共混相容性不佳,材料柔韧性不足,极耳胶容易在后加工过程中断裂,比例过高则极大影响共混物耐温性。
13、基于同一专利技术构思,本申请还提供一种上述的软包装锂电池用极耳胶的制备方法,包括如下制备步骤:
14、s1.共混制备表层、粘结层和中间层原料;
15、s2.将表层、粘结层和中间层的原料投入五层共挤流延机对应的挤出机中,层结构为bcacb,设定五层厚度比例后,通过共挤流延工艺制成极耳胶膜。
16、进一步地,挤出机温度设定为270-290℃。
17、本专利技术的有益效果如下:
18、1、本申请提供的软包装锂电池用极耳胶,其为由表层、粘结层、中间层、粘结层和表层构成的五层对称结构,其中的表层采用马来酸酐改性聚丙烯制成,对极耳金属有很好的粘接性,其中的粘结层采用高熔点马来酸酐改性聚丙烯制成,可以避免热封时避免表层因与中间层熔点差异过大而导致热剥离,而其中的中间层由嵌段聚丙烯、ppo及马来酸酐改性poe共混料制成,以形成耐高温树脂,由于形成的中间层的主体原料添加高熔点的ppo,较之于常规配方设计,耐温性极大提高,在更高的热封温度下热封厚度得到保证,同时在长期浸泡电解液的条件下不分层,从根本改善漏液问题,且由于添加poe-g-mah,中间层韧性得到进一步增强,在后续制程中不易断裂,同步兼顾封装厚度和分层问题,且由于粘接层采用高熔点mah-g-pp,在中间层和芯层之间具备熔点梯度,在热封时降低各层之间热剥离的可能性,从而有效解决漏液问题。
19、2、本申请提供的制备方法,通过多层共挤流延生产,工艺流程简单,制备容易,调控方便,便于大批量生产制造。
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1.一种软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述极耳胶设为由第一表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和第二表层构成的五层对称结构;
2.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述极耳胶的整体厚度为80um~150um,层比设定在1:1:1:1:1至1:1:3:1:1之间。
3.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述马来酸酐改性聚丙烯为熔点125℃~150℃、熔指为3~10g/10min。
4.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述马来酸酐改性聚丙烯为单一牌号,或者不同牌号的组合。
5.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述高熔点马来酸酐改性聚丙烯的熔点为155℃~165℃,熔指2~10g/10min。
6.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述的嵌段共聚聚丙烯、聚苯醚和马来酸酐改性POE共混料中:
7.根据权利要求6所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述的嵌段共聚聚丙烯、聚苯醚和马来酸酐改性POE共混料中,聚苯
8.根据权利要求1-7任一项所述的软包装锂电池用极耳胶的制备方法,其特征在于,包括如下制备步骤:
9.根据权利要求8所述的软包装锂电池用极耳胶的制备方法,其特征在于,挤出机温度设定为270-290℃。
...【技术特征摘要】
1.一种软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述极耳胶设为由第一表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和第二表层构成的五层对称结构;
2.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述极耳胶的整体厚度为80um~150um,层比设定在1:1:1:1:1至1:1:3:1:1之间。
3.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述马来酸酐改性聚丙烯为熔点125℃~150℃、熔指为3~10g/10min。
4.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征在于,所述马来酸酐改性聚丙烯为单一牌号,或者不同牌号的组合。
5.根据权利要求1所述的软包装锂电池用极耳胶,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱鹤东,贺爱忠,沈均平,
申请(专利权)人:安徽紫江新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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