本技術(shù)涉及電池,具體地,涉及熱熔膠及其制備方法、膠紙、卷繞電芯、電池和用電設(shè)備。
背景技術(shù):
1、二次電池不僅被應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng),而且還被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車等電動(dòng)交通工具,以及軍事裝備和航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。
2、卷繞電芯是二次電池的一種廣泛應(yīng)用的電芯,是將正極極片、負(fù)極極片和隔離膜卷制在一起制成,因此,卷繞電芯存在弧形區(qū)域,實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)部分弧形區(qū)域受力過(guò)大,導(dǎo)致極片出現(xiàn)開(kāi)裂的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題,本技術(shù)提供一種熱熔膠,能夠降低極片出現(xiàn)開(kāi)裂的問(wèn)題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本技術(shù)的第一方面提供一種熱熔膠,包括:聚烯烴、含馬來(lái)酸酐的聚合物、增韌劑和增粘膠,其中,所述熱熔膠在有機(jī)溶劑中的溶出率小于或等于8%。
3、本技術(shù)至少包括如下所述的有益效果:本技術(shù)組成的熱熔膠,使用于卷繞電芯時(shí),能夠降低極片出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題,且不會(huì)影響電芯的正常運(yùn)行。
4、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述熱熔膠包括10重量份-60重量份的聚烯烴、20重量份-50重量份的含馬來(lái)酸酐的聚合物、20重量份-50重量份的增韌劑和1重量份-10重量份的增粘膠,可選地,所述熱熔膠包括10重量份-40重量份的聚烯烴、30重量份-40重量份的含馬來(lái)酸酐的聚合物、30重量份-40重量份的增韌劑和1重量份-5重量份的增粘膠。上述組成的熱熔膠可以起到緩沖作用,很好地改善極片開(kāi)裂的問(wèn)題。
5、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述熱熔膠在有機(jī)溶劑中的溶出率為4%-7%,可選為5%-6%。由此,可以提高熱熔膠的耐電解液性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
6、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述聚烯烴的溶度參數(shù)為9cal1/2/cm3/2-11cal1/2/cm3/2,可選為10cal1/2/cm3/2-11cal1/2/cm3/2。由此,聚烯烴在電解液中的溶解度低,可以提高熱熔膠的耐電解液性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
7、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述聚烯烴的重均分子量為10萬(wàn)-40萬(wàn),可選為20萬(wàn)-30萬(wàn)。由此,可以提高熱熔膠的耐電解液性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
8、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述聚烯烴的熔點(diǎn)為140℃-160℃,可選為145℃-155℃。由此,可以使聚烯烴具有一定的柔性,提高電解液在熱熔膠分子鏈中的浸潤(rùn)能力。
9、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述聚烯烴的結(jié)晶度為1%-30%,可選為10%-20%,上述結(jié)晶度范圍內(nèi),可以提高熱熔膠的耐電解液性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
10、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述聚烯烴包括聚丙烯、環(huán)烯烴聚合物和己烯辛烯共聚物中的至少一種。上述聚烯烴耐電解液性能強(qiáng),可以提高熱熔膠的耐電解液性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
11、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述含馬來(lái)酸酐的聚合物的重均分子量為5萬(wàn)-40萬(wàn),可選為10萬(wàn)-20萬(wàn)。含馬來(lái)酸酐的聚合物可以增強(qiáng)熱熔膠的粘接力,改善熱熔膠的流動(dòng)性,上述重均分子量范圍內(nèi),可以提高熱熔膠的粘結(jié)性和緩沖性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
12、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述含馬來(lái)酸酐的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為50℃-100℃,可選為50℃-70℃。由此,可以提高含馬來(lái)酸酐的聚合物的柔性,提高熱熔膠的粘結(jié)性。
13、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述含馬來(lái)酸酐的聚合物包括含馬來(lái)酸酐的丁烯-乙烯共聚物和含馬來(lái)酸酐的丁烯-辛烯共聚物中的至少一種。上述含馬來(lái)酸酐的聚合物可以增強(qiáng)熱熔膠的粘接力,改善熱熔膠的流動(dòng)性,提高熱熔膠的粘結(jié)性和緩沖性能,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
14、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增韌劑的重均分子量為10萬(wàn)-50萬(wàn),可選為20萬(wàn)-30萬(wàn)。增韌劑在上述重均分子量范圍內(nèi),使得熱熔膠能夠在浸泡電解液后溶脹,不會(huì)影響電芯的運(yùn)行,且能夠提高熱熔膠的韌性,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
15、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增韌劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50℃-50℃,可選為-20℃-50℃。由此,可以提高增韌劑的柔性,提高熱熔膠的粘結(jié)性。
16、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增韌劑的支化度為500-800,可選為500-700。增韌劑的支化度在上述范圍內(nèi),能夠在浸泡電解液后溶脹,活性離子可以自由在熱熔膠分子鏈的間隙穿梭傳輸,不會(huì)影響電芯的運(yùn)行,且能夠提高熱熔膠的韌性,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
17、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增韌劑包括苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物和苯乙烯-1-己烯-苯乙烯三嵌段共聚物中的至少一種。含有上述增韌劑的熱熔膠不會(huì)影響電芯的運(yùn)行,且能夠提高熱熔膠的韌性,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
18、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增粘膠的重均分子量為1萬(wàn)-10萬(wàn),可選為2萬(wàn)-5萬(wàn)。增粘膠在上述重均分子量范圍內(nèi),不會(huì)影響電芯的運(yùn)行,且能夠提高熱熔膠的粘度,在不影響電芯正常運(yùn)行的前提下,起到很好的緩沖作用,降低極片開(kāi)裂。
19、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增粘膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為50℃-90℃,可選為60℃-70℃。由此,可以提高增粘膠的柔性和粘性,提高熱熔膠的粘結(jié)性。
20、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述增粘膠包括聚異丁烯、聚異戊二烯和丁基橡膠中的至少一種。由此,上述增粘膠可以提高熱熔膠的粘性,提高熱熔膠和極片之間的粘結(jié)力。
21、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述熱熔膠還包括0.1重量份-1重量份的添加劑,可選地,所述熱熔膠還包括0.1重量份-0.5重量份的添加劑。
22、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述添加劑包括n-苯基-β-萘胺、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚、3-甲基-6-叔丁基苯酚和季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)中的至少一種。由此,可以提高熱熔膠的抗氧化性能。
23、本技術(shù)第二方面提供了一種制備熱熔膠的方法,包括:將聚烯烴、含馬來(lái)酸酐的聚合物、增韌劑和增粘膠混合,得到熱熔膠,其中,所述熱熔膠在有機(jī)溶劑中的溶出率小于或等于8%。
24、由此,該方法制備的熱熔膠耐電解液性能好,與極片的粘結(jié)性好,當(dāng)熱熔膠用于極片上時(shí),極片在受到壓力時(shí)熱熔膠起到緩沖作用,可以很好地改善極片開(kāi)裂的問(wèn)題,提高電芯的壽命,且不影響電芯的正常運(yùn)行。
25、本技術(shù)第三方面提供了一種膠紙,包括基材和設(shè)于所述基材至少一側(cè)的膠層,所述膠層包括本技術(shù)第一方面所述的熱熔膠或采用本技術(shù)第二方面所述的方法制備的熱熔膠。
26、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述膠紙滿足以下條件中的至少之一:
27、所述膠層和所述基材的厚度之比為(5-8):(9-13),可選為(7-8):(11-13);
28、所述膠紙的厚度為16μm-20μm,可選為16μm-18μm。
29、所述膠紙滿足上述條件中的至少之一,用于極片上時(shí),極片在受到壓力時(shí)熱熔膠起到緩沖作用,可以很好地改善極片開(kāi)裂的問(wèn)題,提高電芯的壽命,且不會(huì)影響電芯的正常運(yùn)行。
30、本技術(shù)第四方面提出一種卷繞電芯,包括依次層疊卷繞的正極極片、隔離膜和負(fù)極極片,所述正極極片與所述隔離膜之間和/或所述負(fù)極極片與隔離膜之間設(shè)有本技術(shù)第三方面所述的膠紙。
31、在正極極片與所述隔離膜之間和/或所述負(fù)極極片與隔離膜之間設(shè)置膠紙,熱熔膠耐電解液性能好,與極片的粘結(jié)性能好,極片在受到壓力時(shí)熱熔膠起到緩沖作用,可以很好地改善極片開(kāi)裂的問(wèn)題,提高電芯的壽命,且不會(huì)影響電芯的正常運(yùn)行。
32、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,所述正極極片包括交替設(shè)置的平面段和彎折段,所述彎折段的至少一側(cè)設(shè)有所述膠紙。由此,彎折段存在弧形區(qū)域,受力大,在彎折段的至少一側(cè)設(shè)置膠紙可以很好地改善極片開(kāi)裂的問(wèn)題,提高電芯的壽命,且不會(huì)影響電芯的正常運(yùn)行。
33、在本技術(shù)一些實(shí)施方式中,在靠近所述卷繞電芯的中心的所述彎折段的至少一側(cè)設(shè)置有所述膠紙。由此,在靠近卷繞電芯的中心的彎折段受力大,易發(fā)生開(kāi)裂,在靠近卷繞電芯的中心的彎折段的至少一側(cè)設(shè)置膠紙,既能改善極片開(kāi)裂的問(wèn)題,提高電芯的壽命,又不至于因膠紙?jiān)O(shè)置過(guò)多而影響電芯的能量密度。
34、本技術(shù)第五方面提供了一種電池,包括本技術(shù)第四方面所述的卷繞電芯。由此,該電池具有較長(zhǎng)的壽命。
35、本技術(shù)第六方面提供了一種用電設(shè)備,包括本技術(shù)第五方面所述的電池。由此,該用電設(shè)備具有較長(zhǎng)的壽命。
36、本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。