本發(fā)明屬于電池包裝材料,尤其是涉及一種多層復合鋰電池包裹膠帶及其制備方法。
背景技術:
1、隨著社會經濟的快速發(fā)展,鋰電池因其優(yōu)越的性能被廣泛應用于電子設備中,但鋰電池在使用過程中,容易發(fā)生燃燒、爆炸等現象,因此,如何保證鋰電池的安全性,成為生產廠家關注的重點。其中,電池包裝材料的阻燃性能是保證鋰電池安全的最重要因素之一;此外,電池包裝材料還需具有良好的粘接性能、耐電解液性能以及高溫穩(wěn)定性能。
2、中國專利cn218969141u公開了一種高安全性鋰電池包裹膜,利用依次層疊設計離型層、膠水層、熱敏變色層,基材層。它利用熱敏變色層監(jiān)測鋰電池發(fā)熱,當鋰電池發(fā)熱時會產生肉眼可見顏色變化,實現鋰電池高溫預警,加強安全性。但使用該方法制備的產品,只能起到預警效果,無法解決或阻隔鋰電池高溫帶來的燃燒,爆炸等問題。
3、專利cn219246802u也公開了一種解決包裹膜在使用過程中容易出現導熱性能不佳、容易燃燒的電池包裹膜,利用雙層復合結構加阻燃膠水,雖然在一定的程度上解決了鋰電池高溫帶來的燃燒,爆炸問題。但使用該方法制備的產品,長時間受到鋰電池高溫烘烤后,容易發(fā)生透明pet黃變的問題,影響電池外觀。
技術實現思路
1、本發(fā)明的目的在于:針對現有技術的不足,提供一種多層復合鋰電池包裹膠帶,該包裹膠帶具有良好的阻燃性、粘接性、耐電解液性以及高溫穩(wěn)定性,解決了鋰電池高溫帶來的燃燒,爆炸問題;本發(fā)明還提供了該多層復合鋰電池包裹膠帶的制備方法。
2、為了實現上述目的,本發(fā)明采取以下技術方案:
3、本發(fā)明中一種多層復合鋰電池包裹膠帶,包括依次設置的第一基膜層、第一粘接層、第二基膜層、第二粘接層和離型層;所述第一基膜層的材料為第一聚酯樹脂和藍色色漿;所述第一粘接層使用的材料為快固型環(huán)氧類膠黏劑,第二粘接層使用的材料為丙烯酸類膠黏劑;
4、所述第一粘接層的快固型環(huán)氧類膠黏劑由以下重量份的組分組成:
5、
6、所述第二粘結層的丙烯酸類膠黏劑由以下重量份的組分組成:
7、
8、
9、本發(fā)明中,所述第一粘接層的剝離力大于第二粘接層的剝離力。
10、所述第一基膜層和第二基膜層的厚度均為20-50μm。
11、所述第一粘接層的厚度為20-60μm,優(yōu)選為20-25μm,進一步優(yōu)選為25μm;所述第二粘接層的厚度為10-30μm,進一步優(yōu)選為30μm。
12、所述離型層為離型膜或離型紙;所述離型層的離型力≤100g/24mm;所述離型層的厚度為25μm。
13、本發(fā)明中,所述第一基膜層中第一聚酯樹脂的百分含量大于90wt%;所述第二基膜層的材料為第一聚酯樹脂;所述第一聚酯樹脂為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
14、所述的第二聚酯樹脂由多元酸和多元醇聚合而成,所述第二聚酯樹脂為結晶性聚酯和非結晶型聚酯中的一種;
15、所述的結晶型聚酯包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt);非結晶型聚酯為東洋紡聚酯樹脂vylon、gk810、gk360、gk240、gk200、gk255、822、220,gk680,petg(聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚物)中的一種或多種。
16、本發(fā)明中,所述的異氰酸酯固化劑為芳香族異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯、室溫反應型異氰酸酯中的一種或幾種的混合。
17、進一步的,所述室溫反應型異氰酸酯可以為甲苯二異氰酸酯(tdi)及其二聚體、三聚體,2,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)及其二聚體、三聚體,六亞甲基二異氰酸酯(hdi)及其二聚體、三聚體,異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)及其二聚體、三聚體,苯二亞甲基二異氰酸酯(xdi)及其二聚體、三聚體,或上述異氰酸酯的加成物中的一種或幾種。
18、所述的雙酚a環(huán)氧樹脂為液體環(huán)氧der-332、ep01451-310、環(huán)氧樹脂128、e44中的一種或幾種的混合。
19、所述的阻燃劑為溴(br)系阻燃劑、氯(cl)系阻燃劑、磷(p)系阻燃劑、氮(n)系阻燃劑、硅(si)系阻燃劑、金屬氫氧化合物類阻燃劑、金屬氧化物阻燃劑、金屬硼化物阻燃劑中的一種或幾種的混合。
20、本發(fā)明中,所述的助劑為分散劑、促進劑、耐水解助劑、偶聯劑中的一種或多種的組合。
21、所述第二粘接層的引發(fā)劑為過氧類引發(fā)劑和偶氮類引發(fā)劑中的任意一種。
22、所述過氧類引發(fā)劑包括過氧化二苯甲酰(bpo)、過氧化苯甲酸叔丁酯;偶氮類引發(fā)劑主要有偶氮二異丁腈(aibn)、偶氮二異庚腈(abvn)。
23、本發(fā)明中,所述第一粘結層的快固型環(huán)氧類膠黏劑的制備方法如下:
24、將飽和的第二聚酯樹脂用溶劑溶解,邊攪拌邊加入第二聚酯樹脂,溶解成45%的固含量,隨后添加雙酚a環(huán)氧樹脂,邊攪拌邊加入阻燃劑,助劑,高速300rpm/min攪拌,最后添加異氰酸酯固化劑再進行攪拌過濾后即可。
25、所述的溶劑為丁酮。
26、本發(fā)明中,所述第二粘結層的丙烯酸類膠黏劑的制備方法如下:
27、在反應釜中按比例加入丙烯酸丁酯,丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、乙酸丁酯、丙烯酸乙酯、引發(fā)劑,在通氮氣的情況下,反應釜升溫至70-100℃,常壓下聚合化反應4-5h后釋放反應釜內壓力,30-40min后,反應釜內壓力降低,將反應釜繼續(xù)升溫至70℃,反應釜繼續(xù)減壓至40pa以下,在常溫、40pa以下的環(huán)境下保溫3h,完成聚合反應,得到丙烯酸類膠黏劑。
28、本發(fā)明中,第一粘接層選用快固型環(huán)氧類膠黏劑,環(huán)氧樹脂有良好的分散性,里面可以加入阻燃劑和助劑成分,可以起到優(yōu)異的阻燃性和抗老化性能;其次里面有聚酯樹脂(結晶性聚酯或非結晶型聚酯),也能起到對基膜層有良好的粘接力。第二粘接層的具有優(yōu)異的耐電解液性能,使該膠黏劑層在包裹電池和金屬接觸的時候不受電解液的腐蝕而出現性能的衰減,也不會影響膠帶的外觀。
29、本發(fā)明還提供了所述的多層復合鋰電池包裹膠帶的制備工藝,包括以下步驟:
30、s1制備第一粘結層中的快固型環(huán)氧類膠黏劑;
31、s2制備第二粘結層中的丙烯酸類膠黏劑;
32、s3將第二基膜層的一面先電暈,在電暈面涂布快固型環(huán)氧類膠黏劑送入烤箱干燥固化,出烤箱后在涂布快固型環(huán)氧型膠粘劑的一面貼合藍色的第一基膜層;
33、s4在離型層的離型面上涂布丙烯酸類膠黏劑送入烤箱干燥固化,工藝以及工藝條件的設置同s3;出烤箱后將涂布丙烯酸類酯膠黏劑的一面與s3半成品的第二基膜層的另一面貼合后收卷,常溫靜置24h,得到多層復合鋰電池包裹膠帶。
34、所述s3中涂布快固型環(huán)氧類膠黏劑時涂布線速設置為20m/min,放卷張力設置為50n,貼合藍色的第一基膜層時第一基膜層的張力設置為60n。
35、所述s3、s4中設置八個烤箱溫度分別為:50℃、70℃、90℃、110℃、110℃、90℃、90℃、70℃。
36、與現有技術相比,本發(fā)明的有益效果為:
37、(1)本發(fā)明的多層復合鋰電池包裹膠帶具有良好的阻燃性、粘接性、耐電解液性以及高溫穩(wěn)定性,有效避免包裝材料褪色或脫落的現象,保證電池的外觀和性能安全;
38、(2)本發(fā)明的多層復合鋰電池包裹膠帶的多層阻燃復合結構可隔絕空氣,避免劇烈燃燒,防止爆炸物飛濺,其內部含有環(huán)保阻燃劑,能減少可燃物,遏制火勢蔓延。
39、(3)本發(fā)明的鋰電池包裹膜具有高粘,高剪切的性能,在常溫48h內粘接后撕開無殘膠,可多次返工。