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一種耐高溫溶脹膠帶及其制備方法和在鋰電池中的應(yīng)用與流程

文檔序號(hào):40565482發(fā)布日期:2025-01-03 11:25閱讀:10來源:國(guó)知局
一種耐高溫溶脹膠帶及其制備方法和在鋰電池中的應(yīng)用與流程

本發(fā)明屬于溶脹膠帶,具體涉及一種耐高溫溶脹膠帶及其制備方法和在鋰電池中的應(yīng)用。


背景技術(shù):

1、隨著電池技術(shù)的發(fā)展,圓柱電池的尺寸變得越來越大,對(duì)電池的安全性能要求越來越高。在圓柱電池的實(shí)際應(yīng)用中,由于會(huì)發(fā)生頻繁的搖晃和震動(dòng),極易造成電芯與外殼體間形成出現(xiàn)的間隙而導(dǎo)致相對(duì)的移動(dòng),存在較大的安全隱患,在電芯與外殼體間形成的間隙填充溶脹膠帶,可以對(duì)頻繁的搖晃和震動(dòng)起到有效的緩沖效果,減少電芯與外殼的相對(duì)移動(dòng),起到保護(hù)電池、減少安全隱患的作用。

2、目前,市面上的溶脹膠帶較多關(guān)注的是膠帶的基體層或壓敏層在室溫或60℃以下的溶脹性能。然而,在實(shí)際使用中,特別是在電池運(yùn)行過程中,無論是正常的充放電循環(huán)還是非正常工作條件,電池內(nèi)部的溫度很容易上升至70℃甚至更高。在這樣的高溫環(huán)境下,溶脹膠帶可能會(huì)經(jīng)歷一些變化,當(dāng)溫度恢復(fù)到正常水平后,膠帶可能會(huì)出現(xiàn)形狀上的缺陷,進(jìn)而導(dǎo)致其功能失效,無法有效地保護(hù)電池。

3、因此,亟需一種在高溫下的具有較好溶解性及溶脹率的溶脹膠帶,以解決上述問題。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫溶脹膠帶及其制備方法和在鋰電池中的應(yīng)用,本發(fā)明通過對(duì)聚乙二醇使用含苯混合物進(jìn)行改性,可以改善溶脹膠帶高溫下的溶解性;同時(shí)本發(fā)明將聚醚型熱塑性聚氨酯和聚酯型熱塑性聚氨酯進(jìn)行復(fù)配,可以改善溶脹膠帶高溫下的溶脹率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:

3、一種耐高溫溶脹膠帶,包括基膜和與所述基膜復(fù)合的膠層;所述基膜包括以下重量份數(shù)的組分:60-70份聚醚型熱塑性聚氨酯、30-40份聚酯型熱塑性聚氨酯、0.3-0.6份增塑劑和0.1-0.3份交聯(lián)劑;

4、所述聚醚型熱塑性聚氨酯的制備方法包括以下步驟:

5、(1)將重量比(1.5-1):1的聚乙二醇、含苯混合物混合,在180-200℃反應(yīng)4-5h,升溫至220-240℃繼續(xù)反應(yīng)4-5h,隨后在真空條件下繼續(xù)反應(yīng)1-2h,得到改性聚醚二元醇;

6、(2)將35-37重量份改性聚醚二元醇、8-12重量份1,6-己二醇混合均勻,得到混合物,在100-110℃溫度下,繼續(xù)加入42-45重量份異佛爾酮二異氰酸酯,保溫條件下反應(yīng)3-5h,得到聚醚型熱塑性聚氨酯。

7、進(jìn)一步地,所述聚乙二醇包括重量比1:(1.3-1.6):(0.5-0.7)的聚乙二醇400、聚乙二醇800和聚乙二醇2000。

8、進(jìn)一步地,所述含苯混合物包括重量比1:(0.2-0.4):(1.4-1.6)的鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸和苯酐。

9、進(jìn)一步地,所述聚酯型熱塑性聚氨酯的制備方法包括以下步驟:將38-40重量份聚酯二元醇、10-12重量份1,6-己二醇混合均勻,得到混合物,在110-120℃溫度下,繼續(xù)加入44-46重量份異佛爾酮二異氰酸酯,保溫條件下反應(yīng)3-5h,得到聚酯型熱塑性聚氨酯。

10、進(jìn)一步地,所述聚酯二元醇包括重量比(1.2-1.4):1:(0.6-0.8)的聚酯二元醇a、聚酯二元醇b和聚酯二元醇c;所述聚酯二元醇a的分子量為1000,羥值為108-118mgkoh/g;購自上海匯得科技股份有限公司,品名hdpol-4410。所述聚酯二元醇b的分子量為2000,羥值為53-59mgkoh/g。購自上海匯得科技股份有限公司,品名hdpol-4420。所述聚酯二元醇c的分子量為4000,羥值為26-30mgkoh/g。購自上海匯得科技股份有限公司,品名hdpol-4440。

11、現(xiàn)有技術(shù)中溶脹膠帶主要使用的是聚醚型熱塑性聚氨酯,但是用其制備的溶脹膠帶在高溫下溶解性不理想,形態(tài)無法保持。本發(fā)明通過將聚乙二醇使用含苯混合物進(jìn)行改性,可以改善溶脹膠帶高溫下的溶解性。分析是因?yàn)榫勖研蜔崴苄跃郯滨ブ泻斜交Y(jié)構(gòu),苯基結(jié)構(gòu)的引入可以增加分子間的相互作用,有助于提高材料的熱穩(wěn)定性。同時(shí)本發(fā)明將聚醚型熱塑性聚氨酯和聚酯型熱塑性聚氨酯進(jìn)行復(fù)配,可以改善溶脹膠帶高溫下的溶脹率。聚醚型熱塑性聚氨酯可以減緩溶脹過程,防止過快的吸收液體導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,聚酯型熱塑性聚氨酯可以提供額外的力學(xué)性能,它的吸水特性可以適度地促進(jìn)溶脹,兩者結(jié)合可以改善溶脹膠帶的高溫溶脹率。

12、進(jìn)一步地,所述的交聯(lián)劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯。

13、進(jìn)一步地,所述的增塑劑包括以下重量配比組分2-5份的鄰苯二甲酸二丁酯配以11-14份鄰苯二甲酸二乙酯和5-8份鄰苯二甲酸二異丁酯。

14、進(jìn)一步地,所述膠層為聚丙烯酸酯壓敏膠。

15、進(jìn)一步地,聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法包括以下步驟:將60-65份軟單體、25-30份硬單體、10-15份丙烯酸羥乙酯和25-30份乙酸乙酯,升溫至80-85℃;然后加入0.2-0.3份偶氮二異丁腈,反應(yīng)1-1.5h;再加入0.1-0.2份偶氮二異丁腈、1-1.5份十二烷基硫醇和5-10份甲苯-2,4-二異氰酸酯,反應(yīng)2-2.5h;降溫冷卻至室溫,得到聚丙烯酸酯壓敏膠。

16、進(jìn)一步地,所述軟單體為重量比(0.1-0.3):1:(1.2-1.4)的丙烯酸正辛酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯混合。

17、進(jìn)一步地,所述硬單體為重量比1:(1.4-1.6):(0.3-0.5)的丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯混合。

18、本發(fā)明通過調(diào)控特定比例的軟單體和硬單體復(fù)配,制備的聚丙烯酸酯壓敏膠對(duì)本發(fā)明制備的基膜和電芯的粘接性更牢固,同時(shí)聚丙烯酸酯壓敏膠的環(huán)形初粘力得到改善。本發(fā)明的軟單體比例可以提高壓敏膠的柔韌性和粘附性,使得它能夠更好地與基膜和電芯表面接觸并形成牢固的粘結(jié);硬單體提供了必要的內(nèi)聚力,使得壓敏膠在承受外力作用時(shí)不輕易發(fā)生剝離或斷裂;通過調(diào)整軟硬單體的比例,可以在柔韌性(粘附性)和內(nèi)聚力之間找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn),從而獲得既不易脫落又有足夠強(qiáng)度的粘結(jié)效果。

19、本發(fā)明提供了一種耐高溫溶脹膠帶的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:

20、(1)將基膜的組分投到制作流延膜的流延設(shè)備中,加工溫度為220-240℃,制備10-50μm的薄膜作為基膜;

21、(2)在25μm的pet單面離型膜的離型面涂布聚丙烯酸酯壓敏膠,以形成厚度為2-3μm膠層,將膠層的另一面貼合基膜,制得所述溶脹膠帶。

22、本發(fā)明提供了一種耐高溫溶脹膠帶在鋰電池中的應(yīng)用。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:

24、1、本發(fā)明的溶脹膠帶,具有優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性、良好的機(jī)械強(qiáng)度以及可靠的密封性能,能夠在鋰電池組裝過程中提供更加安全、高效的解決方案。此外,該膠帶的應(yīng)用還有助于提高電池的整體性能,延長(zhǎng)電池壽命,并增強(qiáng)電池的安全性。

25、2、本發(fā)明通過對(duì)聚乙二醇使用含苯混合物進(jìn)行改性,可以改善溶脹膠帶高溫下的溶解性。同時(shí)本發(fā)明將聚醚型熱塑性聚氨酯和聚酯型熱塑性聚氨酯進(jìn)行復(fù)配,可以改善溶脹膠帶高溫下的溶脹率。

26、3、本發(fā)明制備的聚丙烯酸酯壓敏膠對(duì)本發(fā)明制備的基膜和電芯的粘接性更牢固,同時(shí)環(huán)形初粘力得到改善。

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