一种复合型溶胀胶带及其制备方法与流程

本发明涉及锂电池行业使用的溶胀胶带材料，特别涉及一种复合型溶胀胶带及其制备方法。

背景技术：

1、柱状锂电池在组装时，电芯与壳体之间会存在预先设计的安装空隙。该安装所预留的空隙如果过大，会使电芯在受到外部冲击时发生移动，影响锂电池正常运行的寿命且存在安全隐患。如果预留的空隙过小，会使得安装困难。因此，在锂电池的制造行业中，通常会使用溶胶胶带，当电芯与壳体之间预留有缝隙并在电解液的浸泡下，该溶胶胶带的面积与体积会产生溶胀现象从而将该预留的缝隙填充满，进而可以避免电芯在受到外部冲击时发生移动。

2、现有技术中，所述溶胀胶带一般包括溶胀树脂层、作为支撑骨架的基材层、压敏胶层、以及离型膜。所述溶胀树脂层在加热或者与电解液接触后，会发生长度、宽度、面积、以及体积的扩大，从而实现对电池中所预留的安装空隙的填充，进而实现将电池的电芯与壳体固定成为一体，达到实际使用的测试条件。

3、但是，市场上的溶胀胶带存在以下缺陷。由于溶胀树脂层采用了tpu树脂，以及基材层由几种典型的采用涂布或贴合(复合)工艺制成的材料。因此在其贴合或复合过程中，基材需要经过烘道的高温加热和拉伸过程，从而在加热后会出现变形，进而导致成品厚度均匀性差，且易产生微小的气泡从而导致剥离力低下，因此需要使用耐高温的基材，进而导致对基材层材质要求高，也导致成本升高，市场的应用面也受到限制。另一个缺陷是所述溶胀树脂层所使用的溶胀树脂比较软，挺度差，其与电解液中的某些酸性或者碱性物质接触后，产生溶解腐蚀的现象，从而导致溶胀层局部收缩和外观变形异常，溶胀率难以达到溶胀率的设计预期，无法实现对安装缝隙的紧密填充。

4、针对上述缺陷，锂电池制造行业常见方法是在所述溶胀树脂层与压敏胶层之间设置支撑层，例如利用pe基材作为支撑基材，并在其中加入钛白粉。利用钛白粉良好的机械性能(强度、硬度)和对酸碱溶液的化学稳定性实现对溶胀树脂层的支撑和提高溶胀剂带对电解液的挺度，避免溶胀树脂层因溶解而产生回缩的问题，该方法虽然对提升胶带的变形与挺度性能有一定的效果，但是该胶带的对电解液的渗透能力差，而且抵抗溶胀层的收缩和表面变形的能力也很差，另外也不能解决树脂与基材之间产生微缝隙和气泡的问题，这些都不利于保证锂电池正常运行的寿命同时也存在重大的安全隐患。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种复合型溶胀胶带及其制备方法，以满足工业需求并解决上述问题。

2、一种复合型溶胀胶带，其包括一层基材层，一层设置在所述基材层的一侧的阻隔层，一层设置在所述阻隔层的相对于所述基材层的另一侧的底涂层，一层设置在所述底涂层的相对于所述基材层的另一侧的溶胀层，一层设置在所述溶胀层的另一侧的压敏胶层，以及一层设置在所述压敏胶层的自由侧的离型膜层，在复合前，首先将所述底涂层涂覆在所述溶胀层上以及将所述阻隔层镀在所述基材层上，然后在室温不加热且无溶剂的情况下将所述底涂层与阻隔层复合在一起。所述溶胀层由热固性聚氨脂树脂制成。

3、进一步地，所述基材层为pet、pa、pi、pc、ps、pe、pp、eva中的一种。

4、进一步地，所述阻隔层为通过真空蒸镀的二氧化硅层。

5、进一步地，所述阻隔层通过真空蒸镀制成，其蒸镀物为能对电解液起阻隔作用的非金属氧化物或者硫化物。

6、进一步地，所述底涂层为水性底涂层，所述底涂层由聚乙烯亚胺或热固性聚氨脂树脂与多异氰酸脂的组合物制成。

7、进一步地，所述压敏胶层通过转印涂布方式设置在所述基材层上。

8、进一步地，所述压敏胶层为丙烯酸压敏胶。

9、进一步地，在室温下将所述底涂层与阻隔层复合在一起后，并在室温下熟化。

10、一种上述的复合型溶胀胶带的制备方法，其包括以下步骤：

11、s1：利用涂布机在所述溶胀层的表面涂布底涂层，经过烘道烘干成膜后，涂层厚度＜0.5μm，收卷成为卷膜；

12、s2：使用真空镀机，将基材层放置在真空室内，并对该基材层的表面进行真空镀膜以形成阻隔层，所形成真空镀层的厚度为70-300nm；

13、s3：使用无溶剂复合机，执行无溶剂复合工序将所述底涂层与阻隔层复合在一起以形成复合膜；

14、s4：无溶剂复合后的复合膜在常温下熟化；

15、s5：利用转印涂布工艺，在所述基材层相对于所述阻隔层的另一侧形成压敏胶层；

16、s6：按产品规定尺寸，完成分切成卷和包装。

17、进一步地，步骤s2中，真空镀膜过程在腔室内填充定量的氮气，以保护基材层和溶胀层不变形。

18、与现有技术相比，本发明提供的复合型溶胀胶带具有如下有益效果：

19、1、复合型溶胀胶带的特性之一：所述溶胀层13采用tpu薄膜，并与增粘性底涂层树脂结合在一起，通过在tpu薄膜上涂布聚乙烯亚胺水性树脂，从而可以保证tpu薄膜表面性能的均一性。同时采用较薄的pet薄膜作为产品的基材层10，从而保证了复合型溶胀胶带的剥离力，不脱层、不起泡、产品平整与挺度、以及高阻隔型优良和耐高温性能好。

20、2、复合型溶胀胶带的特性之二：无溶剂工艺是在室温下进行复合与自然熟化的过程，没有对各功能层加热和溶剂的填加与蒸发过程，可以将厚度的均匀度由毫米级提高到微米级，从而可以对锂电池缝隙的填充精度达到微米级，同时扩大了基材层10的选择范围，大大拓展了产品应用范围。

21、3、以二氧化硅为代表的无机化合物的真空镀膜，即阻隔层11，其形成陶瓷性质的对电解液不起反应的镀层，限制了电解液的渗入空间，避免了对所述基材层10的溶解造成变形及回缩问题，所述阻隔层11的厚度控制在70～350nm为宜，胶带能保持面积≥140％的溶胀率，确保使用时对缝隙的紧密填充。

22、4、本发明采用的室温下无溶剂复合技术和工艺的用用，与现有涂布工艺为主的溶胀胶带技术工艺相比，本发明通过增加pet薄膜以保证优良的挺度和拉伸强度，并增加了底涂层工艺和二氧化硅陶瓷膜蒸镀防止电解液渗透工艺，能够满足多样化的溶胀需求，更加灵活，而且生产效率更高，加工精度也更高，因此成本优势明显。

技术特征：

1.一种复合型溶胀胶带，其特征在于：所述复合型溶胀胶带包括一层基材层，一层设置在所述基材层的一侧的阻隔层，一层设置在所述阻隔层的相对于所述基材层的另一侧的底涂层，一层设置在所述底涂层的相对于所述基材层的另一侧的溶胀层，一层设置在所述溶胀层的另一侧的压敏胶层，以及一层设置在所述压敏胶层的自由侧的离型膜层，在复合前，首先将所述底涂层涂覆在所述溶胀层上以及将所述阻隔层镀在所述基材层上，然后在室温不加热且无溶剂的情况下将所述底涂层与阻隔层复合在一起，所述溶胀层由热固性聚氨脂树脂制成。

2.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，所述基材层为pet、pa、pi、pc、ps、pe、pp、eva中的一种。

3.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，所述阻隔层为通过真空蒸镀的二氧化硅层。

4.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，所述阻隔层通过真空蒸镀制成，其蒸镀物为能对电解液起阻隔作用的非金属氧化物或者硫化物。

5.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，所述底涂层为水性底涂层，所述底涂层由聚乙烯亚胺或热固性聚氨脂树脂与多异氰酸脂的组合物制成。

6.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，所述压敏胶层通过转印涂布方式设置在所述基材层上。

7.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，所述压敏胶层为丙烯酸压敏胶。

8.根据权利要求1所述的复合型溶胀胶带，其特征在于，在室温下将所述底涂层与阻隔层复合在一起后，并在室温下熟化。

9.根据权利要求1至8任一项所述的复合型溶胀胶带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的复合型溶胀胶带的制备方法，其特征在于：步骤s2中，真空镀膜过程在腔室内填充定量的氮气，以保护基材层和溶胀层不变形。

技术总结一种复合型溶胀胶带及其制备方法，所述复合型溶胀胶带包括一层基材层，一层设置在所述基材层的一侧的阻隔层，一层设置在所述阻隔层的相对于所述基材层的另一侧的底涂层，一层设置在所述底涂层的相对于所述基材层的另一侧的溶胀层，一层设置在所述溶胀层的另一侧的压敏胶层，以及一层设置在所述压敏胶层的自由侧的离型膜层。在复合前，首先将所述底涂层涂覆在所述溶胀层上以及将所述阻隔层镀在所述基材层上，然后在室温不加热且无溶剂的情况下将所述底涂层与阻隔层复合在一起。所述溶胀层由热固性聚氨脂树脂制成。本复合型溶胀胶带可以保证了剥离力，产品平整与挺度、以及高阻隔型优良和耐高温性能好。本发明还涉及一种复合型溶胀胶带的制备方法。技术研发人员：金仁周受保护的技术使用者：江西瑞冠新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23