一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

胶带及包括该胶带的电化学装置的制作方法

2022-04-02 07:20:09 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及储能技术领域,尤其涉及一种胶带及包括该胶带的电化学装置。


背景技术:

2.胶带广泛应用于锂离子电池中,主要用于锂离子电池中电芯、极耳以及终止部位的固定、绝缘和保护,电池组的捆扎固定以及高端成品电池的制作。现有的胶带结构多为基材的一侧或两侧涂有胶粘层。现有技术中,由于锂离子电池能量密度不断提升的需求,胶带厚度设计也随之越来越薄,从而导致越来越容易发生贴胶打皱问题。因此,亟需一种既具有足够薄的厚度又不易发生贴胶打皱的锂电池用胶带。


技术实现要素:

3.鉴于现有技术中存在的技术缺点,本技术提供一种胶带,该胶带不仅厚度足够薄,而且具有足够的硬度,不容易发生贴胶打皱,从而能够满足电化学装置的体积能量密度不断提升的需求。本技术还涉及包括这种胶带的电化学装置和电子装置。
4.在第一方面,本技术提供了一种胶带,其包括复合膜和胶粘层,其中复合膜包括基材和设置在基材表面的硬化层,硬化层的硬度为3h至9h。根据本技术的一些实施方式,硬化层的硬度为3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h。
5.根据本技术的一些实施方式,硬化层的厚度为0.5μm至5μm。根据本技术的一些实施方式,硬化层的厚度为0.5μm、1μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm或它们之间的任意值。
6.根据本技术的一些实施方式,基材的厚度为2μm至8μm。根据本技术的一些实施方式,基材的厚度为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm或它们之间的任意值。
7.本技术的胶带中,复合膜通过在基材设置硬化层,提高了复合膜的硬度,从而使胶带同时具备较薄的厚度和较大的硬度,不仅满足了电化学装置的体积能量密度不断提升的需求,还有效避免了胶带在电化学装置中的贴胶起皱问题。
8.根据本技术的一些实施方式,复合膜在电解液溶剂中的溶出率为0.2%至6%。根据本技术的一些实施方式,复合膜在电解液溶剂中的溶出率为0.2%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%或它们之间的任意值。本技术中,复合膜在电解液溶剂中的溶出率表示将复合膜在电解液溶剂中进行浸泡并经初步烘干和再次烘干后的重量变化率,计算式可以为溶出率=(浸泡前重量-烘干后重量)/浸泡前重量
×
100%。浸泡的温度为80℃,浸泡的时间为6天。初步烘干的时间为4天,烘干的温度为60℃,再次烘干温度为115℃,时间为2天。电解液溶剂包括碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)和丙酸乙酯(ep)。在一些具体实施例中,测试溶出率的电解液溶剂为碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)和丙酸乙酯(ep),且质量比ec∶pc∶dec∶ep=3∶1∶3∶3。
9.根据本技术的一些实施方式,所述硬化层由硬化液固化形成。
10.根据本技术的一些实施方式,所述硬化液包括聚丙烯酸酯预聚体,所述聚丙烯酸酯预聚体含有3至9个烯烃基官能团。随着烯烃基官能团数目的增加,聚丙烯酸酯预聚体的聚合度增大,硬度提高,电化学装置的电解液溶出率减小。
11.根据本技术的一些实施方式,所述聚丙烯酸酯预聚体还包括苯环、多苯环或桥环官能团中的一种或几种。
12.根据本技术的一些实施方式,所述聚丙烯酸酯预聚体包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚二季戊四醇五丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种。
13.根据本技术的一些实施方式,所述硬化液还包括固化剂、溶剂和引发剂。根据本技术的一些实施方式,固化剂包括uv固化类引发剂或热固化类引发剂。根据本技术的一些实施方式,uv固化类引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、1-羟环己基苯酮或2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的至少一种。根据本技术的一些实施方式,热固化类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二异丙苯中的至少一种。
14.根据本技术的一些实施方式,溶剂包括乙酸乙酯、正丁醇、异丙醇、环己酮或甲苯的至少一种。
15.根据本技术的一些实施方式,基于所述硬化液的总质量,所述聚丙烯酸酯预聚体的质量百分比为40%至70%,所述固化剂的质量百分比为2%至6%,所述溶剂的质量百分比为0至34%,所述引发剂的质量百分比为0%至6%。
16.根据本技术的一些实施方式,所述硬化液还包括具有1至2个烯烃基的丙烯酸酯类化合物。根据本技术的一些实施方式,基于所述硬化液的总质量,所述丙烯酸酯类化合物的质量百分比为0至30%。
17.根据本技术的一些实施方式,所述丙烯酸酯类化合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
18.根据本技术的一些实施方式,聚丙烯酸酯预聚体在硬化液中所占的质量百分比为40%至70%。在本技术的一些实施方式中,聚丙烯酸酯预聚体在硬化液中所占的质量百分比为40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%以及它们之间的任意值。
19.根据本技术的一些实施方式,固化剂在所述硬化液中所占的质量百分比为2%至6%。在本技术的一些实施方式中,固化体在硬化液中所占的质量百分比为2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%以及它们之间的任意值。
20.根据本技术的一些实施方式,丙烯酸酯类化合物在硬化液中所占的质量百分比为0至30%。在本技术的一些实施方式中,硬化液中不含有丙烯酸酯类化合物。在本技术的另一些实施方式中,硬化液中含有丙烯酸酯类化合物。在本技术的一些实施方式中,丙烯酸酯类化合物在硬化液中所占的质量百分比为1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%以及它们之间的任意值。
21.根据本技术的一些实施方式,溶剂在硬化液中所占的质量百分比为0%至34%。在本技术的一些实施方式中,硬化液中不含有溶剂。在本技术的另一些实施方式中,硬化液中含有溶剂。在本技术的一些实施方式中,溶剂在硬化液中所占的质量百分比为1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、34%以及它们之间的任意值。
22.根据本技术的一些实施方式,引发剂在硬化液中所占的质量百分比为0%至6%。
在本技术的一些实施方式中,硬化液中不含有引发剂。在本技术的另一些实施方式中,硬化液中含有引发剂。在本技术的一些实施方式中,引发剂在硬化液中所占的质量百分比为1%、2%、3%、4%、5%、6%以及它们之间的任意值。
23.根据本技术的一些实施方式,基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。
24.根据本技术的一些实施方式,胶粘层包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚烯烃(po)和橡胶中的至少一种。
25.根据本技术的一些实施方式,胶粘层位于基材和/或硬化层的表面。
26.根据本技术的一些实施方式,胶粘层的厚度为1μm至30μm。在本技术的一些实施方式中,胶粘层的厚度为1μm、2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm或它们之间的任意值。根据本技术的一些实施方式,胶粘层的厚度为2μm至10μm。
27.根据本技术的一些实施方式,硬化层设置在基材相对的两个表面上或者其中一个表面上。
28.根据本技术的一些实施方式,胶带的制备过程包括如下步骤:
29.q1:将硬化液涂布于基材表面,并固化,形成表面有硬化层的复合膜;
30.q2:将胶粘层涂布于复合膜表面,去除溶剂,收卷得到胶带。
31.根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,涂布可以采用辊涂或微凹等的印刷方式。根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,固化可采用加热固化或uv固化的方式进行。根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,加热固化的温度为90℃至130℃,时间为1min至4min。在本技术的一些实施方式中,步骤q1中,加热固化的温度为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或它们之间的任意值。在本技术的一些实施方式中,步骤q1中,加热固化的时间为1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min或它们之间的任意值。根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,uv固化的能量为500mj/cm2至700mj/cm2。在本技术的一些实施方式中,步骤q1中,uv固化的能量为500mj/cm2、550mj/cm2、600mj/cm2、650mj/cm2、700mj/cm2或它们之间的任意值。
32.根据本技术的一些实施方式,步骤q2中,去除溶剂可以通过加热的方式进行。根据本技术的一些实施方式,步骤q2中,加热的温度为90℃至130℃,时间为1min至4min。在本技术的一些实施方式中,步骤q2中,加热的温度为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或它们之间的任意值。在本技术的一些实施方式中,步骤q2中,加热的时间为1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min或它们之间的任意值。根据本技术的一些实施方式,步骤q2中,在复合膜表面的两侧涂布胶粘层,得到双面胶带。根据本技术的另一些实施方式,步骤q2中,在复合膜表面的一侧涂布胶粘层,得到单面胶带。在本技术的一些具体实施方式中,在复合膜的远离硬化层的一侧的表面涂布胶粘层。
33.在第二方面,本技术提供了一种电化学装置,包括电极组件和本技术第一方面的胶带。
34.根据本技术的一些实施方式,电极组件包括正极、负极和隔离膜。
35.根据本技术的一些实施方式,胶带应用于电化学装置中的电极组件绕胶、电极组件与外包装袋的连接胶带(sis胶带)、极耳保护胶带或预防析锂胶带等。
36.在第三方面,本技术进一步提供了一种电子装置,其包括本技术第二方面所述的
电化学装置。
37.本技术提供的胶带中,复合膜通过在基材设置硬化层,提高了复合膜的硬度,从而使胶带同时具备较薄的厚度和较大的硬度,不仅即满足了电化学装置的体积能量密度不断提升的需求,还有效避免了胶带在电化学装置中的贴胶起皱问题。
附图说明
38.图1显示了根据本技术的一个实施方式的胶带的示意图,其中,1为胶粘层,2为基材,3为硬化层。
具体实施方式
39.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。在此所描述的有关实施例为说明性质的且用于提供对本技术的基本理解。本技术的实施例不应该被解释为对本技术的限制。
40.为了简明,本文仅具体地公开了一些数值范围。然而,任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围;以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围,同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外,每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
41.在本文的描述中,除非另有说明,“以上”、“以下”包含本数。
42.除非另有说明,本技术中使用的术语具有本领域技术人员通常所理解的公知含义。除非另有说明,本技术中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测量方法进行测量(例如,可以按照在本技术的实施例中给出的方法进行测试)。
43.术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如,如果列出项目a及b,那么短语“a及b中的至少一者”意味着仅a;仅b;或a及b。在另一实例中,如果列出项目a、b及c,那么短语“a、b及c中的至少一者”意味着仅a;或仅b;仅c;a及b(排除c);a及c(排除b);b及c(排除a);或a、b及c的全部。项目a可包含单个组分或多个组分。项目b可包含单个组分或多个组分。项目c可包含单个组分或多个组分。
44.一、胶带
45.本技术提供的胶带包括复合膜和胶粘层,其中复合膜包括基材和设置在基材表面的硬化层,硬化层的硬度为3h至9h。根据本技术的一些实施方式,硬化层的厚度为3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h。
46.根据本技术的一些实施方式,硬化层的厚度为0.5μm至5μm。根据本技术的一些实施方式,硬化层的厚度为0.5μm、1μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm或它们之间的任意值。
47.根据本技术的一些实施方式,基材的厚度为2μm至8μm。根据本技术的一些实施方式,基材的厚度为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm或它们之间的任意值。
48.本技术的胶带中,复合膜通过在基材设置硬化层,提高了复合膜的硬度,从而使胶
带同时具备较薄的厚度和较大的硬度,不仅满足了电化学装置的体积能量密度不断提升的需求,还有效避免了胶带在电化学装置中的贴胶起皱问题。
49.根据本技术的一些实施方式,复合膜在电解液溶剂中的溶出率为0.2%至6%。根据本技术的一些实施方式,复合膜在电解液溶剂中的溶出率为0.2%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%或它们之间的任意值。本技术中,复合膜在电解液溶剂中的溶出率表示将复合膜在电解液溶剂中进行浸泡并经初步烘干和再次烘干后的重量变化率,计算式可以为溶出率=(浸泡前重量-烘干后重量)/浸泡前重量
×
100%。浸泡的温度为80℃,浸泡的时间为6天。初步烘干的时间为4天,烘干的温度为60℃,再次烘干温度为115℃,时间为2天。电解液溶剂包括碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)和丙酸乙酯(ep)。在一些具体实施例中,测试溶出率的电解液溶剂为碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)和丙酸乙酯(ep),且质量比ec∶pc∶dec∶ep=3∶1∶3∶3。
50.根据本技术的一些实施方式,所述硬化层由硬化液固化形成。
51.根据本技术的一些实施方式,所述硬化液包括聚丙烯酸酯预聚体,所述聚丙烯酸酯预聚体含有3至9个烯烃基官能团。随着烯烃基官能团数目的增加,聚丙烯酸酯预聚体的聚合度增大,硬度提高,电化学装置的电解液溶出率减小。
52.根据本技术的一些实施方式,所述聚丙烯酸酯预聚体还包括苯环、多苯环或桥环官能团中的一种或几种。
53.根据本技术的一些实施方式,所述聚丙烯酸酯预聚体包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚二季戊四醇五丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种。
54.根据本技术的一些实施方式,所述硬化液还包括固化剂、溶剂和引发剂。根据本技术的一些实施方式,固化剂包括uv固化类引发剂或热固化类引发剂。根据本技术的一些实施方式,uv固化类引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、1-羟环己基苯酮或2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的至少一种。根据本技术的一些实施方式,热固化类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二异丙苯中的至少一种。
55.根据本技术的一些实施方式,溶剂包括乙酸乙酯、正丁醇、异丙醇、环己酮或甲苯的至少一种。
56.根据本技术的一些实施方式,基于所述硬化液的总质量,所述聚丙烯酸酯预聚体的质量百分比为40%至70%,所述固化剂的质量百分比为2%至6%,所述溶剂的质量百分比为0至34%,所述引发剂的质量百分比为0%至6%。
57.根据本技术的一些实施方式,所述硬化液还包括具有1至2个烯烃基的丙烯酸酯类化合物。根据本技术的一些实施方式,基于所述硬化液的总质量,所述丙烯酸酯类化合物的质量百分比为0至30%。
58.根据本技术的一些实施方式,所述丙烯酸酯类化合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
59.根据本技术的一些实施方式,聚丙烯酸酯预聚体在硬化液中所占的质量百分比为40%至70%。在本技术的一些实施方式中,聚丙烯酸酯预聚体在硬化液中所占的质量百分比为40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%以及它们之间的任意值。
60.根据本技术的一些实施方式,固化剂在所述硬化液中所占的质量百分比为2%至6%。在本技术的一些实施方式中,固化体在硬化液中所占的质量百分比为2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%以及它们之间的任意值。
61.根据本技术的一些实施方式,丙烯酸酯类化合物在硬化液中所占的质量百分比为0至30%。在本技术的一些实施方式中,硬化液中不含有丙烯酸酯类化合物。在本技术的另一些实施方式中,硬化液中含有丙烯酸酯类化合物。在本技术的一些实施方式中,丙烯酸酯类化合物在硬化液中所占的质量百分比为1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%以及它们之间的任意值。
62.根据本技术的一些实施方式,溶剂在硬化液中所占的质量百分比为0%至34%。在本技术的一些实施方式中,硬化液中不含有溶剂。在本技术的另一些实施方式中,硬化液中含有溶剂。在本技术的一些实施方式中,溶剂在硬化液中所占的质量百分比为1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、34%以及它们之间的任意值。
63.根据本技术的一些实施方式,引发剂在硬化液中所占的质量百分比为0%至6%。在本技术的一些实施方式中,硬化液中不含有引发剂。在本技术的另一些实施方式中,硬化液中含有引发剂。在本技术的一些实施方式中,引发剂在硬化液中所占的质量百分比为1%、2%、3%、4%、5%、6%以及它们之间的任意值。
64.根据本技术的一些实施方式,基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。
65.根据本技术的一些实施方式,胶粘层包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚烯烃(po)和橡胶中的至少一种。
66.根据本技术的一些实施方式,胶粘层位于基材和/或硬化层的表面。
67.根据本技术的一些实施方式,胶粘层的厚度为1μm至30μm。在本技术的一些实施方式中,胶粘层的厚度为1μm、2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm或它们之间的任意值。根据本技术的一些实施方式,胶粘层的厚度为2μm至10μm。
68.根据本技术的一些实施方式,硬化层设置在基材相对的两个表面上或者其中一个表面上。
69.根据本技术的一些实施方式,胶带的制备过程包括如下步骤:
70.q1:将硬化液涂布于基材表面,并固化,形成表面有硬化层的复合膜;
71.q2:将胶粘层涂布于复合膜表面,去除溶剂,收卷得到胶带。
72.根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,涂布可以采用辊涂或微凹等的印刷方式。根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,固化可采用加热固化或uv固化的方式进行。根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,加热固化的温度为90℃至130℃,时间为1min至4min。在本技术的一些实施方式中,步骤q1中,加热固化的温度为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或它们之间的任意值。在本技术的一些实施方式中,步骤q1中,加热固化的时间为1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min或它们之间的任意值。根据本技术的一些实施方式,步骤q1中,uv固化的能量为500mj/cm2至700mj/cm2。在本技术的一些实施方式中,步骤q1中,uv固化的能量为500mj/cm2、550mj/cm2、600mj/cm2、650mj/cm2、700mj/cm2或它们之间的任意值。
73.根据本技术的一些实施方式,步骤q2中,去除溶剂可以通过加热的方式进行。根据
本技术的一些实施方式,步骤q2中,加热的温度为90℃至130℃,时间为1min至4min。在本技术的一些实施方式中,步骤q2中,加热的温度为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或它们之间的任意值。在本技术的一些实施方式中,步骤q2中,加热的时间为1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min或它们之间的任意值。根据本技术的一些实施方式,步骤q2中,在复合膜表面的两侧涂布胶粘层,得到双面胶带。根据本技术的另一些实施方式,步骤q2中,在复合膜表面的一侧涂布胶粘层,得到单面胶带。在本技术的一些具体实施方式中,在复合膜的远离硬化层的一侧的表面涂布胶粘层。
74.二、电化学装置
75.本技术提供的电化学装置包括电极组件和本技术第一方面的胶带。
76.根据本技术的一些实施方式,电极组件包括正极、负极和隔离膜。
77.根据本技术的一些实施方式,胶带应用于电化学装置中的电极组件绕胶、电极组件与外包装的连接胶带(sis胶带)、集流体保护胶带或预防析锂胶带等。
78.在一些实施例中,本技术的电化学装置包括发生电化学反应的任何装置,它的具体实例包括一次电池或二次电池。特别地,该电化学装置是锂二次电池,包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
79.1、负极
80.本技术的电化学装置中使用的负极的材料、构成和其制造方法可包括任何现有技术中公开的技术。
81.根据本技术的一些实施方式,所述负极包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层。
82.根据本技术的一些实施方式,负极活性材料层包括负极活性材料,负极活性材料可以包括可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属合金、能够掺杂/脱掺杂锂的材料或过渡金属氧化物,例如si、sio
x
(0《x《2)等材料。可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料可以是碳材料。碳材料可以是在锂离子可在充电电化学装置中通常使用的任何碳基负极活性物质。碳材料的示例包括结晶碳、非晶碳和它们的组合。结晶碳可以是无定形的、板形的、小片形的、球形的或纤维形的天然石墨或人造石墨。非晶碳可以是软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、烧制焦炭等。低结晶碳和高结晶碳均可以用作碳材料。作为低结晶碳材料,可通常包括软碳和硬碳。作为高结晶碳材料,可通常包括天然石墨、结晶石墨、热解碳、中间相沥青基碳纤维、中间相碳微珠、中间相沥青和高温锻烧炭(如石油或衍生自煤焦油沥青的焦炭)。
83.根据本技术的一些实施方式,负极活性材料层包含有粘合剂,且该粘合剂可以包括各种粘合剂聚合物,如二氟乙烯一六氟丙烯共聚物(pvdf-co-hfp),聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲醋、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等,但不限于此等。
84.根据本技术的一些实施方式,负极活性材料层还包括导电材料来改善电极导电率。可以使用任何导电的材料作为该导电材料,只要它不引起化学变化即可。导电材料的示例包括:碳基材料,例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等;金属基材料,例如包括铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维;导电聚合物,例如聚亚苯基衍生物等;或它们的混合物。集流体可以为铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、包覆有导电金属的
聚合物基板或它们的组合。
85.2、正极
86.本技术的电化学装置中使用的正极的材料、构成和其制造方法可包括任何现有技术中公开的技术。
87.根据本技术的一些实施方式,所述正极包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极活性物质层。
88.根据本技术的一些实施方式,正极活性物质层包括正极活性物质。在一些实施例中,正极活性物质包括,但不限于,硫化物、磷酸盐化合物和锂过渡金属复合氧化物。在一些实施例中,正极活性物质包括锂过渡金属系化合物,其具有能够脱离、插入锂离子的结构。
89.在一些实施例中,正极包括任何现有技术中公开的构成。在一些实施例中,正极通过在集流体上用包括锂过渡金属系化合物粉体和粘结剂的正极活性物质层形成正极材料而制成。
90.在一些实施例中,正极活性物质层通常通过以下操作来制作:将正极材料和粘结剂(根据需要可进一步使用导电材料和增稠剂等)进行干式混合而制成片状,将得到的片压接于正极集流体,或者使这些材料溶解或分散于液体介质中而制成浆料状,将该浆料涂布在正极集流体上并进行干燥。在一些实施例中,正极活性物质层包括任何现有技术中公开的材料。
91.3、电解液
92.本技术的电化学装置中使用的电解液的构成和其制造方法可包括任何现有技术中公开的技术。
93.在一些实施方式中,本技术的电化学装置中电解液包括锂盐和非水溶剂。
94.在本技术一些实施方案中,锂盐选自lipf6、libf4、liasf6、liclo4、lib(c6h5)4、lich3so3、licf3so3、lin(so2cf3)2、lic(so2cf3)3、lisif6、libob和二氟硼酸锂中的一种或多种。举例来说,锂盐可以选用lipf6,因为它可以给出高的离子导电率并改善循环特性。
95.非水溶剂可为碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物、其它有机溶剂或它们的组合。
96.上述碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物或其组合。
97.上述链状碳酸酯化合物的实例为碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)、碳酸甲乙酯(mec)及其组合。环状碳酸酯化合物的实例为碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸乙烯基亚乙酯(vec)及其组合。氟代碳酸酯化合物的实例为碳酸氟代亚乙酯(fec)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯、碳酸三氟甲基亚乙酯及其组合。
98.上述羧酸酯化合物的实例为甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯及其组合。
99.上述醚化合物的实例为二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙
烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃及其组合。
100.上述其它有机溶剂的实例为二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和磷酸酯及其组合。
101.4、隔离膜
102.本技术的电化学装置中使用的隔膜的材料和形状没有特别限制,其可为任何现有技术中公开的技术。在一些实施例中,隔膜包括由对本技术的电解液稳定的材料形成的聚合物或无机物等。
103.例如隔膜可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜,基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的,可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。
104.基材层的至少一个表面上设置有表面处理层,表面处理层可以是聚合物层或无机物层,也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。
105.无机物层包括无机颗粒和粘结剂,无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的至少一种。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一种。
106.聚合物层中包含聚合物,聚合物的材料选自聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
107.三、电子装置
108.本技术进一步提供了一种电子装置,其包括本技术第二方面所述的电化学装置。
109.本技术的电子设备或装置没有特别限定。在一些实施例中,本技术的电子设备包括但不限于,笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携cd机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机或家庭用大型蓄电池等。
110.下面结合实施例,进一步阐述本技术。应理解,这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。
111.测试方法
112.1、厚度测试
113.测试方法:使用万分尺测试样品5个不同地方的厚度,取平均值作为厚度。
114.2、硬度测试
115.测试方法:参照jisk5400-1990《粉末涂料涂膜附着性能的测定》的标准测试硬化层的铅笔硬度。
116.3、溶出率测试
117.测试方法:将胶带从电芯中取出,用无尘纸沾取甲苯或乙酸乙酯将胶粘层擦拭干净(红外光谱基材表面无胶层特征峰,180
°
剥离力为0n),得到复合膜,将复合膜(重量a)放入混合溶剂(碳酸亚乙酯/碳酸亚丙酯/碳酸二乙酯/丙酸乙酯(ec/pc/dec/ep)=3/1/3/3,混合溶剂重量为复合膜重量的50至60倍)中,在80℃浸泡6天后,在60℃烘箱放置4天初步烘干后取出,再放入烘箱115℃烘干2天,待烘焙干燥后称重(重量b),溶出率=(1-b/a)*100%。
118.4、贴胶打皱率
119.测试方法:在现有贴胶机贴胶后,人工检测电芯贴胶处有皱纹(凸起处有手感),判定为贴胶打皱坏品,统计一个生产周期(批次)数量,数量不小于1000个电芯。
120.使用的聚合物
121.丙烯酸酯购自allnex公司,产品号为ebecryl 8602。
122.实施例及对比例
123.1、胶带的制备
124.a、制备硬化液:将聚丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯类化合物和固化剂在室温下搅拌溶解于溶剂;采用0.5μm至1μm滤芯过滤,得到所述硬化液,各实施例与对比例中具体的硬化液的组成详见下表1至表4;
125.b、将硬化液通过辊涂或微凹等印刷方式在基材表面进行涂布,经过90℃至130℃加热1min至4min或uv硬化能量500mj/cm2至700mj/cm2固化,并进行收卷,形成复合膜;
126.c、将胶粘层胶水涂布于复合膜表面,其中胶粘层与硬化层分别位于基材的两侧,90℃至130℃加热1min至4min去除溶剂,收卷得到胶带。
127.2、正极极片的制备
128.将正极活性材料钴酸锂、乙炔黑、聚偏二氟乙烯(pvdf)按质量比94:3:3混合,然后加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)作为溶剂,调配成固含量为75%的浆料,并搅拌均匀。将浆料均匀涂布在正极集流体al箔上,90℃条件下烘干,冷压后得到正极活性材料层厚度为100μm的正极极片,然后在该正极极片的另一个表面上重复以上步骤,得到双面涂布有正极活性材料层的正极极片。将正极极片裁切成74mm
×
867mm的规格并焊接极耳后待用。
129.3、负极极片的制备
130.将负极活性材料人造石墨、乙炔黑、丁苯橡胶及羧甲基纤维素钠按质量比96:1:1.5:1.5混合,然后加入去离子水作为溶剂,调配成固含量为70%的浆料,并搅拌均匀。将浆料均匀涂布在上述碳集流体上,110℃条件下烘干,冷压后得到负极活性材料层厚度为150μm的单面涂布负极活性材料层的负极极片,然后在该负极极片的另一个表面上重复以上涂布步骤,得到双面涂布有负极活性材料层的负极极片。将负极极片裁切成74mm
×
867mm的规格并焊接极耳后待用。
131.4、隔离膜的制备:7μm pe隔离膜
132.5、电解液的制备
133.在含水量小于10ppm的环境下,将非水有机溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸亚丙酯(pc)、丙酸丙酯(pp)、碳酸亚乙烯酯(vc)按照质量比20:30:20:28:2混合,然后向非水有机溶剂中加入六氟磷酸锂(lipf6)溶解并混合均匀,得到电解液,其中,lipf6与非水有机溶剂的质量比为8:92。
134.6、锂离子电池的制备
135.将上述制备的正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好,使隔离膜处于正极极片和负极极片中间以起到隔离的作用,然后卷绕得到电极组件。将上述制备的胶带贴附于电极组件作为绕胶或作为收尾胶。将电极组件装入铝塑膜包装袋中,并在80℃下脱去水分,注入配好的电解液,经过真空封装、静置、化成、整形等工序得到锂离子电池。
136.表1中,根据对比例1和对比例2采用的胶带可以看出,将胶带基材减薄后,无硬化层的情况下,贴胶打皱率大大增加。实施例1至实施例4示出了硬化层硬度及复合膜溶出率对所制备得到的胶带以及包含所述胶带的锂离子电池的影响。根据表1中的实施例1至实施例4可以看出,通过在胶带上设置硬化层,在降低基材厚度的同时,贴胶打皱率大大降低,提升了锂离子电池的制作工艺效率。
137.表1
[0138][0139][0140]
表2中,实施例5至实施例11示出了硬化液组分对所制备得到的胶带以及包含所述
胶带的锂离子电池的影响。根据表2中的实施例5至实施例11可以看出,在形成的硬化层的硬度一致的情况下,硬化液的配方在合适范围内变动,对贴胶打皱率的影响较小。
[0141]
表2
[0142][0143]
[0144][0145]
表3中,实施例12至实施例14示出了基材厚度对所制备得到的胶带以及包含所述胶带的锂离子电池的影响。根据表3中的实施例12至实施例14可以看出,基材厚度越厚,贴胶打皱率越低。但基材厚度过厚,容易导致电池能量密度损失。
[0146]
表3
[0147][0148]
表4中,实施例15至实施例17示出了硬化层厚度对所制备得到的胶带以及包含所述胶带的锂离子电池的影响。根据表4中的实施例15至实施例17的对比可以看出,硬化层厚度越小,复合胶膜溶出率少,说明硬化层厚度需要设置在合适的范围内。
[0149]
表4
[0150][0151]
尽管已经演示和描述了说明性实施例,本领域技术人员应该理解上述实施例不能被解释为对本技术的限制,并且可以在不脱离本技术的精神、原理及范围的情况下对实施例进行改变,替代和修改。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献