[發明專利]一種耐高溫復合膨脹膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011496095.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112646505A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 梁玉典;劉榮江;黃德懷;黃彬彬;祝媛;劉金成;劉建華
• 申請（專利權）人: 惠州億緯創能電池有限公司;惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: C09J7/29
• 分類號: C09J7/29;C09J7/30;C09J133/04;C08L25/06;C08L23/08;C08J5/18;B32B37/12;B32B37/10;B32B37/26;B32B38/16;B32B38/10;H01M10/0525;H01M10/0587
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種耐高溫復合膨脹膜及其制備方法和應用，所述耐高溫復合膨脹膜包括依次設置的膨脹層、第一粘合層、耐溫層和第二粘合層；所述耐溫層的材料包括聚苯乙烯和乙烯?丙烯酸乙酯共聚物的組合；通過選擇具有較好膨脹效果以及耐溫性的聚苯乙烯和乙烯?丙烯酸乙酯共聚物的組合作為耐溫層，使得所述耐高溫復合膨脹膜具有優異的膨脹性能以及耐高溫性能，經電解液浸泡發生膨脹后可以填充電芯與殼體之間的間隙，增加電池抗震動搖晃穩定性；且在90℃高溫烘烤下不產生任何收縮，進而可以保證電池的安全性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種耐高溫復合膨脹膜及其制備方法和應用。

背景技術

圓柱鋼殼型鋰離子電池作為鋰離子電池中應用范圍最廣的一種，已經被廣泛應用到日常生活中，圓柱鋼殼型鋰離子電池常常裝配于各種不同的器件設備中，終端使用者操作該設備時會存在頻繁反復震動搖晃的現象；由于鋰電池中承載著活性材料，有一定的自重，并且通過金屬導電引流體與外殼焊接相連而導電，因此，在使用的過程中，隨著震動搖晃次數的增加，可能會出現金屬引流體斷裂，電池失效的情況，進而造成了很大的安全隱患。

為解決金屬引流體斷裂在使用過程中容易斷裂的問題，通常使用一系列有機材料基膜貼于卷芯表面，有機基膜經過含有脂類等有機溶劑的電解液浸泡后，厚度可膨脹到原來的150～300％，從而可以填充卷芯與鋼殼的間隙，增強了圓柱鋼殼鋰離子電池抵抗震動搖晃的效果，對于這種厚度可膨脹的有機基膜也有很多的報道。CN207330823U公開了一種丙烯酸酯膨脹膠帶，包括三層結構，依次為防粘層、基材層和膠層，所述防粘層表面磨砂處理，基材層為聚苯乙烯基材，所述膠層為丙烯酸酯膠，因此提供了一種膨脹率高，耐腐蝕，粘性強，不會和電解液發生反應的丙烯酸酯膨脹膠帶，可以更好的固定電池。CN107746682A公開了一種丙烯酸酯膨脹膠帶的制作方法，包括以下步驟：基材層處理：基材層采用聚苯乙烯基材，并對聚苯乙烯基材的一面進行磨砂處理；膠層處理：膠層采用丙烯酸酯膠水，并將丙烯酸酯膠水涂布在雙面離型膜上，然后，經過高溫烘干；膠層與基材層貼合：將烘干后的丙烯酸酯膠水貼合聚苯乙烯基材的另一面上，并經復卷將雙面離型膜撕下。CN109294463A公開了一種阻燃膨脹雙面膠帶，由上至下依次包括第一復合丙烯酸膠層、阻燃聚苯乙烯合成樹脂層、第二復合丙烯酸膠層和雙面離型膜層，得到的阻燃膨脹雙面膠帶具有粘性高、固定能力強的特點，因此可以將電芯與外殼進行牢牢地固定，同時膠帶具有耐電解液特性不會影響電解液成分組成不會影響電池性能，且膠帶膨脹倍數超過3倍，可以較好的對組裝間隙進行填補，達到減小振動位移的可能性，因此具有良好的安全性。

上述專利中得到的膨脹膜都有較好的膨脹效果，可以降低金屬引流體斷裂的風險，但是這些具有較好膨脹效果的基膜經過45～60℃的烘烤，會產生收縮變形；因此，將它們應用于鋰離子電池時，貼有膨脹膜的卷芯經過高溫80～90℃烘烤時，膨脹膜的膜寬度會因收縮而變小，導致鋰離子電池卷芯中的電解液外流，造成產品不合格的問題，甚至具有安全隱患。

因此，開發一種兼具耐高溫和高膨脹性能的耐高溫復合膨脹膜，具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種耐高溫復合膨脹膜及其制備方法和應用，所述復合膨脹膜包括膨脹層、第一粘合層、耐溫層和第二粘合層，所述耐溫層的材料包括聚苯乙烯和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，聚苯乙烯具有很好的膨脹性，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物具有很好的耐溫性，因此可以使得所述復合膨脹膜兼具耐高溫和高膨脹性的特點，應用到鋰離子電池時，可以降低金屬引流體易斷裂和電解液外流風險，具有重要研究意義。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種耐高溫復合膨脹膜，所述耐高溫復合膨脹膜包括依次設置的膨脹層、第一粘合層、耐溫層和第二粘合層；

所述耐溫層的材料包括聚苯乙烯和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的組合。