一种圆柱电池用绝缘胶带的制作方法

1.本实用新型属于胶带技术领域，具体涉及一种圆柱电池用绝缘胶带。


背景技术：

2.以燃油车为代表的传统汽车已严重影响生态环境，进而引发新能源汽车在近二十年来的快速发展。新能源汽车的快速发展离不开锂电池性能上的日益提升和高速发展，从而带动了锂电池相关配套产品产业链的同步发展。
3.锂离子电池主要以三源锂电池和磷酸铁锂电池为代表。按照结构划分，动力电池又分为刀片电池、方壳电池、圆柱电池等。其中圆柱电池因其能量密度高、输出电压高、可快速充放电、循环性能优等特点，受到部分中高端车型的青睐。
4.目前圆柱电池表面的绝缘保护主要以聚(对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己二烯二亚甲基对苯二甲酸酯)为材质的热收缩膜(petg热收缩膜)，在加工过程中需要进行一次热封成型，电池整体会经受一次热冲击。热收缩膜与电池间无粘接力，存在一定的缝隙，水汽容易从上电极和下防爆阀处的缝隙间渗透至夹层中，增加了电芯或模组的漏电风险。
5.此外，cn213652353u公开了一种圆柱电池所使用的复合终止胶带，所述复合终止胶带至少包含有三层结构，其中间层为基材，基材的顶面涂覆合成树脂作为上层，基材的底面涂覆丙烯酸酯胶水作为下层，其中复合终止胶带的丙烯酸酯胶水接触圆柱电池卷芯，复合终止胶带的合成树脂接触圆柱电池外壳。本实用新型的复合终止胶带可以减少单体电池短路现象，具有合适的粘着力，贴服性及再剥离不残胶。但是，所述复合胶带耐磨性差。
6.cn113072889a公开了一种圆柱电池专用厚度溶胀胶带及其制备方法，所述圆柱电池专用厚度溶胀胶，包括压敏胶粘剂层和基底层，所述胶带可在厚度方向上进行溶胀，溶胀之后的胶带可以全方位的填充圆柱电池的电芯与圆柱形壳体之间的空隙，实现对于圆柱电池的电芯与圆柱形壳体的有效固定，避免因震动或冲击给电池带来的损伤。但是，所述胶带的耐磨性和绝缘性能差。
7.因此，开发一种密封性好、绝缘性能和机械性能优异的绝缘胶带，是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种圆柱电池用绝缘胶带。所述圆柱电池用绝缘胶带通过特有的结构设计，具有优异的密封性、绝缘性以及机械性能，降低电池的漏电风险。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.一种圆柱电池用绝缘胶带，所述圆柱电池用绝缘胶带包括依次层叠的弹性体层、第一基材层、第一胶黏剂层、第二基材层、第二胶黏剂层和离型层。
11.本实用新型中，所述圆柱电池用绝缘胶带通过两层基材层复合堆叠的结构设计，降低了因单层基材部分位置电气弱，影响整个电池或模组的绝缘性能的风险，提高绝缘胶
带的绝缘性能；而通过在第一基材层表面设置弹性体层，提高了绝缘胶带的耐磨擦性能，降低了外界异物对基材层的划伤、垫伤进而影响胶带的绝缘性能，延长使用寿命；并且所述圆柱电池用绝缘胶带能够代替petg热收缩膜结构，提高了绝缘胶带与电池间的粘接力，有效避免了热收缩膜与电池易分离问题，大大降低了电池和模组的漏电风险。
12.优选地，所述弹性体层为热塑性丙烯酸酯弹性体层或热塑性聚氨酯弹性体层。
13.需要说明的是，本实用新型没有对热塑性丙烯酸酯弹性体或热塑性聚氨酯弹性体进行改进，均为本领域常用的已知材料。
14.优选地，所述弹性体层的厚度为2～10μm，例如可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm等。
15.优选地，所述第一基材层和第二基材层各自独立地为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材层(pet基材层)、聚碳酸酯基材层、聚酰亚胺基材层或聚丙烯基材层中的任意一种。
16.需要说明的是，本实用新型没有对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺或聚丙烯进行改进，均为本领域常用的已知材料。
17.优选地，所述第一基材层和第二基材层的厚度各自独立地为12～50μm，例如可以为15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm等。
18.优选地，所述第一胶黏剂层和第二胶黏剂层各自独立地为聚丙烯酸树脂胶黏剂层、聚氨酯树脂胶黏剂层、有机硅树脂胶黏剂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂胶黏剂层、聚氨酯改性丙烯酸树脂胶黏剂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯改性丙烯酸树脂胶黏剂层、环氧改性丙烯酸树脂胶黏剂层、环氧改性聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂胶黏剂层中的任意一种。
19.需要说明的是，本实用新型没有对聚丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、环氧改性聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂进行改进，均为本领域常用的已知材料。
20.优选地，所述第一胶黏剂层和第二胶黏剂层的厚度各自独立地为10～40μm，例如可以为15μm、20μm、25μm、30μm、35μm等。
21.优选地，所述第一胶黏剂层和第二胶黏剂层的剥离力各自独立地为7～40n/25mm，例如可以为10n/25mm、15n/25mm、20n/25mm、25n/25mm、30n/25mm、35n/25mm等。
22.优选地，所述第一胶黏剂层的剥离力为10～20n/25mm，例如可以为12n/25mm、14n/25mm、16n/25mm、18n/25mm等。
23.优选地，所述第二胶黏剂层的剥离力为7～20n/25mm，例如可以为8n/25mm、10n/25mm、12n/25mm、14n/25mm、16n/25mm、18n/25mm等。
24.优选地，所述离型层为硅油离型层。
25.需要说明的是，本实用新型没有对硅油进行改性，为本领域常用的已知材料。
26.优选地，所述离型层的厚度为20～75μm，例如可以为25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm等。
27.优选地，所述圆柱电池用绝缘胶带的边缘结构为锯齿结构。
28.作为本实用新型的优选技术方案，通过特有的锯齿结构设计，使得绝缘胶带在与圆柱电池上电极和下防爆阀处易贴合和操作，绝缘胶带锯齿结构位置堆叠进一步增强了上电极和下防爆阀的绝缘性能。
29.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
30.本实用新型提供的圆柱电池用绝缘胶带，采用双层基材的结构设计，以及在第一基材层表面设置弹性体层，配合第一胶黏剂层、第二胶黏剂层和离型层的使用，提高了胶带与电池的粘接力和密封性，降低了漏电风险，提高了胶带的绝缘性能和耐磨擦性，所述胶带与电池易贴合，72小时内不反弹。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例1提供的圆柱电池用绝缘胶带的层叠结构示意图；
32.其中，11-弹性体层，12-第一基材层，13-第一胶黏剂层，14-第二基材层，15-第二胶黏剂层，16-离型层；
33.图2为本实用新型实施例1提供的圆柱电池用绝缘胶带的结构俯视图。
具体实施方式
34.为便于理解本实用新型，本实用新型列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
35.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.实施例1
39.本实施例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，所述圆柱电池用绝缘胶带的层叠结构示意图如图1所示，包括依次层叠的弹性体层11(厚度为5μm的丙烯酸酯弹性体层，购自斯塔尔的ex-wf-74-664)、第一基材层12(厚度为25μm的pet基材层，购自杭州大华的108n)、第一胶黏剂层13(厚度为30μm的丙烯酸树脂胶黏剂层，购自安佐化学的y-1420)、第二基材层14(厚度为25μm的pet基材层，购自杭州大华的108n)、第二胶黏剂层15(厚度为30μm的丙烯酸树脂胶黏剂层，购自石梅新材料的ps-8541)和离型层16(厚度为25μm的硅油离型层，购自江阴华美的hmx25t10)；所述圆柱电池用绝缘胶带的边缘结构为锯齿结构。
40.本实施例提供的圆柱电池用绝缘胶带的结构俯视图如图2所示。
41.实施例2
42.本实施例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，所述圆柱电池用绝缘胶带包括依次层叠的弹性体层(厚度为10μm的丙烯酸酯弹性体层，购自斯塔尔的ex-wf-74-664)、第一基材层(厚度为50μm的pet基材层，购自杭州大华的108n)、第一胶黏剂层(厚度为40μm的丙烯酸树脂胶黏剂层，购自安佐化学的y-1420)、第二基材层(厚度为50μm的pet基材层，购自杭州大华的108n)、第二胶黏剂层(厚度为40μm的丙烯酸树脂胶黏剂层，购自石梅新材料的ps-8541)和离型层(厚度为75μm的硅油离型层，购自江阴华美的hmx75t10)；所述圆柱电池用绝缘胶带的边缘结构为锯齿结构。
43.实施例3
44.本实施例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，其与实施例1的区别仅在于，所述第一基材层和第二基材层的厚度均为75μm(购自江苏东财的pm11)，其它结构及参数均与实施例1相同。
45.实施例4
46.本实施例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，其与实施例1的区别仅在于，所述第二胶黏剂层为绿田的lt-2013丙烯酸树脂胶黏剂层，其它结构及参数均与实施例1相同。
47.实施例5
48.本实施例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，其与实施例1的区别仅在于，所述圆柱电池用绝缘胶带的边缘结构为平整结构，其它结构及参数均与实施例1相同。
49.对比例1
50.本对比例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，其与实施例1的区别仅在于，所述圆柱电池用绝缘胶带中没有弹性体层，其它结构及参数均与实施例1相同。
51.对比例2
52.本对比例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，其与实施例1的区别仅在于，所述圆柱电池用绝缘胶带中没有第二基材层和第二胶黏剂层，其它结构及参数均与实施例1相同。
53.对比例3
54.本对比例提供一种圆柱电池用绝缘胶带，其与实施例1的区别仅在于，所述圆柱电池用绝缘胶带没有第二基材层和第二胶黏剂层，所述弹性体层的厚度为5μm，基材层的厚度为50μm，胶黏剂层的厚度为60μm，其它结构及参数均与实施例1相同。
55.对实施例1～5和对比例1～3提供的圆柱电池用绝缘胶带进行如下性能测试：
56.(1)180
°
剥离力：参照gb/t 2792-1998标准，测试设备为科健kj-1065a拉力机；
57.(2)保持力：参照gb/t 4851-1998标准，测试设备为高温保持力试验箱，测试在80℃的条件下，负重1kg，1h后胶带的位移量；
58.(3)耐磨性能：参照gb/t 1689-2014标准，测试设备为阿克隆磨耗试验机，8000次循环；
59.(4)击穿电压：参照gb/t 13542.2-2009标准，测试设备为长春智能仪器的gjw-50kv电压击穿试验机；
60.(5)抗反弹性能：90
°
包角，4mm折边，评估胶带72h内是否反弹，如果胶带不反弹则标记为“通过”，反之，标记为“不通过”。
61.具体测试结果如表1所示：
62.表1
[0063][0064]
由上表可知，本实用新型提供的圆柱电池用绝缘胶带，通过在第一基材层表面设置弹性体层，以及采用双基材层的结构设计，使得所述圆柱电池用绝缘胶带与电池的粘接力高，密封性好，具有优异的耐磨性能和绝缘性能且抗反弹。
[0065]
由实施例1和2可知，所述圆柱电池用绝缘胶带的剥离力≥17n/25mm，击穿电压≥10.4kv，耐磨性好，且72h内不反弹；由实施例1与实施例3比较可知，所述第一基材层和第二基材层的厚度过厚，胶带的整体模量较大，折边后反弹力更大，更容易弹开；由实施例1与实施例4比较可知，选用粘度低的胶黏剂层，绝缘胶带容易反弹；由实施例1与实施例5比较可知，所述圆柱电池用绝缘胶带的边缘结构为平整结构时，包膜时容易弹开；由实施例1与对比例1比较可知，去除耐磨弹性体层，胶带容易磨破，影响绝缘性能；由实施例1和对比例2～3比较可知，并非本实用新型特定的结构设计，所述圆柱电池用绝缘胶带击穿电压下降明显，胶厚过大，导致胶带溢胶，无法施工。
[0066]
综上所述，本实用新型提供的圆柱电池用绝缘胶带，通过层叠的弹性体层、第一基材层、第一胶黏剂层、第二基材层、第二胶黏剂层和离型层的结构设计，以及胶带边缘选用锯齿结构设计，使得所述圆柱电池用绝缘胶带与电池的粘接力高，剥离强度高、密封性好；具有优异的绝缘性能和耐磨性，胶带不易反弹。
[0067]
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。