[發明專利]長耐久極耳膠制備方法以及應用

在審

• 申請號: 202110038116.4
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112852336A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 呂飛;黃偉;申津婧;高秀玲;王馳偉
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: C09J7/30
• 分類號: C09J7/30;C09J123/06;C09J123/12;C09J151/06;C08F255/02;C08F230/08;H01M50/528;H01M50/571;H01M10/0525
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 王春梅

本發明提供了一種長耐久極耳膠制備方法以及應用，該長耐久極耳膠是通過第一層、中間層和第三層三層共擠出極耳膠經過輻照交聯而制成的，其中，第一層和第三層均為低熔點聚丙烯，中間層為交聯聚乙烯和聚乙烯混合料，交聯聚乙烯是通過硅氧烷交聯制備而成的。本發明中長耐久極耳膠具有非常好的熱穩定性、耐電解液腐蝕性及電化學穩定性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，尤其是涉及一種用于高能量密度鋰離子電池的長耐久極耳膠的制備方以及應用。

背景技術

軟包電池作為鋰離子電池重要的類型之一，其密封材是由鋁塑膜材料和極耳中的膠條在一定熱壓或熱融合工藝下，相互熔融達到密封效果。其中極耳膠一般三層改性聚丙烯共擠而成的，包括第一層低熔點聚丙烯層，其熔點較低，一般在130～150℃，其熔點較低，因此比較容易與鋁塑膜中的聚丙烯層相互融合粘結；中間層為高熔點聚丙烯層，可以起到支撐骨架作用，從而保證封裝厚度，防止發生短路；第三層也為低熔點聚丙烯層，其有利于金屬層粘接加工性，一般此三層聚丙烯是通過熔融共擠出制備而成的。極耳膠在在長期使用過程中由于極耳一直處于浸泡在電解液中，隨著電池應用過程不斷充放電，在交變高溫低溫以及高電壓環境中，極耳膠會發生老化，從而影響其力學性能、極耳膠與金屬界面粘接性能。因此提高極耳膠耐電解液腐蝕性，對于提高極耳粘結可靠性和使用壽命是非常必要的。

隨著鋰離子電池能量密度提高，對于極耳與鋁塑膜封裝的可靠性、耐久性提出了更高的要求。而聚合物極耳極耳膠層本身的耐電解液溶脹性、電化學穩定性對于提高極耳使用壽命具有非常大的影響。

因此，開發適合高能量密度鋰離子電池的長耐久極耳膠對于提升極耳使用壽命具有非常重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種長耐久極耳膠的制備方以及應用，它有利于提高極耳膠的熱穩定性、耐電解腐蝕以及電化學穩定性，從而可以提高極耳膠的使用壽命。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

長耐久極耳膠，該長耐久極耳膠是通過第一層、中間層和第三層三層共擠出極耳膠經過輻照交聯而制成的，其中，第一層和第三層均為低熔點聚丙烯，中間層為交聯聚乙烯和聚乙烯混合料，交聯聚乙烯是通過硅氧烷交聯制備而成的。

優選的，硅氧烷交聯包括如下步驟：

(1)在長徑比30以上的雙螺桿擠出中將聚乙烯100份、引發劑0.1～0.3份、硅氧烷接枝劑0.1～1.2份、催化劑0.4～1.0份通過計量料斗把對應物料加入擠出機后進行交聯，交聯溫度為110℃～180℃；

(2)通過擠出機擠出交聯聚乙烯，流延溫度為200℃～250℃，冷卻輥溫度為20℃～55℃，擠出速率為0.1m/min～20m/min，冷卻輥速度為5r/min～300r/min；

(3)經過冷卻水槽、冷卻風機冷卻、最后通過切粒機切粒，做成中間層母料，其中交聯聚乙烯凝膠含量為20～90％。

優選的，步驟(1)中，聚乙烯份數為100份，引發劑為0.1～0.2份、硅氧烷交聯劑為0.3～0.9份、催化劑為0.4～0.6份，交聯溫度為120℃～160℃，其中引發劑為過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化二苯甲酰(BPO)、過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPO)、過氧化二叔丁基、過氧化二叔丁基中的一種，硅氧烷接枝劑為乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種，催化劑為二月桂酸二甲基錫、二月桂酸二辛基錫、新癸酸鉍中的一種；優選的，步驟(2)中，擠出溫度為210℃～230℃，擠出速率為0.1m/min～15m/min，冷卻輥轉速為5r/min～180r/min；優選的，步驟(3)中，交聯聚乙烯凝膠含量為20％～85％。

本發明的第二目的在于提供一種長耐久極耳膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)分別把三層擠出母料加入三層共擠設備中，其中第一層為低熔點聚丙烯，中間層為交聯聚乙烯和聚乙烯的混合料，第三層也為低熔點聚丙烯；