一种锂离子电池复合PET胶带的制作方法

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池复合pet胶带。

背景技术：

锂离子电池作为一种绿色能源，以比能量高、工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染等独特优势而倍受关注，具备当前电池工业发展的特点，在电信、信息市场的发展，特别是移动电话和笔记本电脑的大量使用，具有巨大的市场机遇。

目前，锂离子电池在组装制作过程中，软包电池所使用的胶带基本为pet胶带，主要应用过程为叠片段与焊接段。叠片段使用pet胶带的目的是粘合固定隔膜与裸电芯本体，使用时机为叠片结束隔膜包覆完成时；焊接段使用pet胶带的目的是防止焊接区域对铝塑膜造成物理损伤。

现有技术方案的缺陷主要有以下两点：

（1）使用原pet胶带粘贴裸电芯时，内部结构较为松散。通常叠片完成时会在隔膜包裹完的最外面贴上pet胶带，以固定裸电芯整体结构。虽然裸电芯两端胶带以及表面固定隔膜胶带能有效的固定裸电芯整体结构，但是其内部结构仍较为松散，不利于随后真空注液以及化成过程，且胶带张贴处妨碍了电解液的直接有效浸润；

（2）电芯拆解时造成不便操作与无效浪费。在电芯项目开发阶段会伴随大量电芯拆解需求，拆解电芯时仍需除去裸电芯表面的胶带，操作不便，特别是在手套箱内操作时。另外，这些胶带在拆解完成后直接丢弃，造成成本的无效浪费。

中国专利文献上公开了“一种锂离子电池专用胶带及其应用”，其申请公布号为cn109554136a，该发明的锂离子电池专用胶带包括防护层、基材层和粘结层，防护层为聚酰胺薄膜，基材层由上层和下层组成，上层为pet聚酯薄膜，下层为聚丙烯薄膜，该锂离子电池专用胶带可以增加电芯的安全性能，减少电芯在充放电使用过程中产生的形变，以及极片的膨胀，从而可以改善正负极片界面，提高所述电芯的电化学性能。但是，该锂离子电池专用胶带结构复杂，占用电芯内部残余空间，结构更加松散，生产成本高。

技术实现要素：

本发明为了克服传统锂离子电池pet胶带封装结构松散、张贴处妨碍电解液的直接有效浸润、拆解电芯时仍需除去胶带、丢弃造成资源浪费的问题，提供了一种锂离子电池复合pet胶带，不仅保留了原pet胶带的优势特性，还同时具有热封的特点，更有利于电解液的直接有效浸润，提升锂离子电池性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池复合pet胶带，包括基材层和涂覆于基材层两侧的粘结层和热塑层。

pet：pet学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯，化学式为[coc6h4cooch2ch2o]n。属结晶型饱和聚酯，为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽，是生活中常见的一种树脂。

pet胶带：指由pet双面涂布丙烯酸脂类胶制成的一种胶带，胶带颜色一般为透明和黑色两种，少见的还包括绿色的pet双面胶带。具有良好尺寸稳定性、热稳定性、化学稳定性，初粘性和持粘性好，易模切加工，对塑胶、橡胶、铭牌均有良好的粘性；能适用于更宽的温度范围和恶劣环境。

本发明所述锂离子电池复合pet胶带：指一种在原pet胶带的基础上，另一面涂覆有热塑层的复合胶带。不仅保留了原pet胶带的优势特性，还同时具有热封的特点。在常温条件下，pet层具有粘性；而在加热条件下，热塑层融化，涂覆物质熔化后产生粘性。在经过烘烤后裸电芯内部结构能有效地紧密贴合，利于随后真空注液以及化成过程；且不再需要再使用原pet胶带，更有利于电解液的直接有效浸润，提升锂离子电池性能。

作为优选，所述基材层为pet聚酯；所述粘结层为亚克力胶。在锂离子电池技术领域中所采用的pet胶带，其基本组成为pet聚酯基材层，单面涂覆亚克力胶。

作为优选，所述热塑层选自聚丙烯（pp）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva树脂）、聚氨酯和以上述材料为主体的改性材料中的至少一种。上述材料在加热情况下均能产生粘性，均具有机械稳定性，防腐蚀性，无毒性以及环境友好性。

作为优选，所述粘结层和热塑层的涂覆方法选自辊涂、物理气相沉积、化学气相沉积、低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光喷涂、磁控溅射中的一种。

作为优选，所述锂离子电池复合pet胶带的宽度为5.7~6.3mm，厚度为0.06~0.1mm。限定锂离子电池复合pet胶带的宽度和厚度，是考虑到在实际锂离子电池在组装制作过程中，叠片段和焊接段均会使用到pet胶带；宽度太窄，会导致胶带不能有效地防止整个焊接区域对铝塑膜造成物理损伤；宽度太宽，会导致装配注液时电解液有效浸润的空间减少；厚度太薄，会导致胶带整体机械稳定性下降，出现刺穿风险；厚度太厚，会导致出现电芯整体厚度超标的风险。

作为优选，所述基材层的厚度为0.02~0.03mm，基材层厚度太薄，会导致胶带整体机械稳定性下降，出现刺穿风险；pet层厚度太厚，会导致出现电芯整体厚度超标的风险。

作为优选，所述基材层的剥离强度≥0.35kgf/in，基材层的剥离强度过低，会导致在受热过程中或外部机械撞击下pet层脱落。

作为优选，所述热塑层的厚度为0.02~0.04mm。热塑层厚度太薄，会导致受热熔化后产生的粘性不够；热塑层厚度太厚，会导致出现电芯整体厚度超标的风险。

作为优选，所述热塑层的剥离强度≥0.85kgf/in。热塑层的剥离强度过低，会导致在受热过程中或外部机械撞击下热塑层脱落。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）不仅保留了原pet胶带的优势特性，还同时具有热封的特点，减少电芯内部残余空间，结构更加紧实；促进电芯的真空注液效果，电解液浸润效果以及抽空效果；提升电芯的循环性能，从而提升锂离子电池性能；

（2）电芯拆解时不再需要去除胶带步骤，使得操作更加便捷与安全，同时也有利于环境保护，不形成污染浪费。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。

实施例1

一种锂离子电池复合pet胶带，包括pet聚酯基材层和涂覆于pet聚酯基材层两侧的亚克力胶粘结层和聚丙烯（pp）热塑层；涂覆层通过狭缝式涂布机辊涂涂覆，设置跑机速度为350m/min，固化温度为200℃，一侧为亚克力胶材料，另一侧为聚丙烯（pp）材料，复合pet胶带宽度为6.0mm，厚度为0.09mm，其中pet聚酯基材层的厚度为0.02mm，剥离强度0.5kgf/in；pp层的厚度为0.03mm，剥离强度1.0kgf/in。

将上述锂离子电池复合pet胶带作为额定容量为26ah的软包ncm111/石墨锂离子电池胶带应用，将注完电解液后的电芯搁置4h后拆开，发现其表面完全浸润，且内部浸润效果良好，电解液富裕。在温度为45℃，电流密度1c/2c条件下，进行充放电循环测试，结果在循环600周后容量保持率为92.6%。

实施例2

一种锂离子电池复合pet胶带，包括pet聚酯基材层和涂覆于pet聚酯基材层两侧的亚克力胶粘结层和热塑层；涂覆层通过狭缝式涂布机辊涂涂覆，设置跑机速度为350m/min，固化温度为200℃，一侧为亚克力胶材料，另一侧为乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva树脂），复合pet胶带宽度为5.7mm，厚度为0.08mm，其中pet聚酯基材层的厚度为0.03mm，剥离强度0.6kgf/in；eva树脂层的厚度为0.03mm，剥离强度0.85kgf/in。

将上述锂离子电池复合pet胶带作为额定容量为26ah的软包ncm111/石墨锂离子电池胶带应用，将注完电解液后的电芯搁置4h后拆开，发现其表面完全浸润，且内部浸润效果良好，电解液富裕。在温度为45℃，电流密度1c/2c条件下，进行充放电循环测试，结果在循环600周后容量保持率为92.5%。

实施例3

一种锂离子电池复合pet胶带，包括pet聚酯基材层和涂覆于pet聚酯基材层两侧的粘结层和热塑层；通过狭缝式涂布机辊涂涂覆，设置跑机速度为350m/min，固化温度为200℃，一侧为亚克力胶材料，另一侧为有机硅表面活性剂改性eva树脂材料，复合pet胶带宽度为6.3mm，厚度为0.1mm，其中pet聚酯基材层的厚度为0.03mm，剥离强度0.6kgf/in；有机硅表面活性剂改性eva树脂层的厚度为0.03mm，剥离强度1.0kgf/in。

将上述锂离子电池复合pet胶带作为额定容量为26ah的软包ncm111/石墨锂离子电池胶带应用，将注完电解液后的电芯搁置4h后拆开，发现其表面完全浸润，且内部浸润效果良好，电解液富裕。在温度为45℃，电流密度1c/2c条件下，进行充放电循环测试，结果在循环600周后容量保持率为93.0%。

对比例1

选择商业化pet单层胶带，按照额定容量为26ah设计制备软包ncm111/石墨锂离子电池，将注完电解液后的电芯搁置8h后拆开，发现其表面完全浸润，但内部浸润效果不佳，特别是中间部分。在温度为45℃，电流密度1c/2c条件下，进行充放电循环测试，结果在循环589周后容量保持率为88.3%。

对比例2

一种锂离子电池复合pet胶带，包括pet聚酯基材层和涂覆于pet聚酯基材层两侧的粘结层和热塑层；通过狭缝式涂布机辊涂涂覆，设置跑机速度为350m/min，固化温度为200℃，一侧为亚克力胶材料，另一侧为聚丙烯（pp）材料，复合pet胶带宽度为6.0mm，厚度为0.3mm，其中pet聚酯基材层的厚度为0.2mm，剥离强度3.5kgf/in；pp层的厚度为0.1mm，剥离强度2.2kgf/in。

将上述锂离子电池复合pet胶带作为额定容量为26ah的软包ncm111/石墨锂离子电池胶带应用，注完电解液后的电芯厚度超标，搁置4h后拆开，发现其表面完全浸润，且内部浸润效果良好，电解液富裕。由于厚度超标，从而导致最终成品电芯厚度超标，成为不良品电芯，并未开展充放电循环测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

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