絕緣膠帶及采用該膠帶的鋰離子電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請設及儲能器件領域，尤其設及一種絕緣膠帶及采用該膠帶的裡離子電池。
【背景技術】
[0002] 絕緣膠帶是裡離子電池輔材，為業(yè)內(nèi)所熟知，常在電忍極耳焊接處、陰陽極 overhang及斷面對應處等位置使用，主要目的是防止毛刺穿過隔膜造成電忍短路失效。特 別是陽極(或稱負極)敷料對應陰極(或稱正極)集流體(如A1錐)的區(qū)域必須采用絕緣措施， 否則會增加電忍內(nèi)部短路風險。同時，為保證在陽極對應陰極集流體的區(qū)域絕緣完好，一般 絕緣膠帶需要貼敷一定區(qū)域的陰極敷料。
[0003] 然而，相關技術中，例如專利號為201020275410.4所提供的一種用于裡離子電池 的絕緣膠帶，其采用PE、PP或PI為基材材料，并在基材上均勻排列的許多直徑為20-50微米 的通孔，用來進行電解液交換W及排氣，W降低絕緣膠帶對電忍能量損失的影響。
[0004] 為了能夠起到較好的絕緣阻隔效果，絕緣膠帶的整體厚度較厚。而較厚的絕緣膠 帶自身占用了較多的電忍內(nèi)部空間，雖然在基材上設置了許多通孔，但仍然會造成電忍能 量的較大損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請?zhí)峁┝艘环N絕緣膠帶機采用該膠帶的裡離子電池，能夠減少電忍能量損 失。
[0006] 本申請的第一方面提供了一種絕緣膠帶，包括基材、硬質(zhì)顆粒層W及膠層；
[0007] 所述基材為多微孔結構，所述硬質(zhì)顆粒層層疊設置在所述基材的表面，且所述硬 質(zhì)顆粒層內(nèi)的顆粒的粒徑大于所述基材的多微孔結構的孔徑，所述膠層與所述硬質(zhì)顆粒層 復合設置。
[000引本申請的第二方面提供了一種絕緣膠帶，包括基材、硬質(zhì)顆粒層W及膠層；
[0009] 所述基材為多微孔結構，所述硬質(zhì)顆粒層層疊設置在所述基材的表面，且所述硬 質(zhì)顆粒層內(nèi)的顆粒的粒徑大于所述基材的多微孔的孔徑，所述膠層與所述硬質(zhì)顆粒層分別 單獨設置，所述膠層層疊設置在所述硬質(zhì)顆粒層遠離所述基材的一側。
[0010] 優(yōu)選地，所述多微孔結構為多孔膜結構、無紡布結構或海綿結構。
[0011] 優(yōu)選地，所述多微孔結構的孔隙率為35~55%。
[001^ 優(yōu)選地，所述基材的厚度為3~16皿。
[0013] 優(yōu)選地，所述硬質(zhì)顆粒層為陶瓷顆粒層。
[0014] 優(yōu)選地，所述膠層與所述硬質(zhì)顆粒層單獨設置時，所述陶瓷顆粒層包括Ξ氧化二 侶陶瓷顆粒W及粘接劑。
[0015] 優(yōu)選地，所述膠層的材質(zhì)為聚偏氣乙締、偏氣乙締-六氣丙締共聚物、聚酷胺、聚丙 締臘、聚丙締酸醋、聚丙締酸、聚丙締酸鹽、徑甲基纖維素納、苯乙締-下二締聚合物、聚乙締 噓咯燒酬或聚甲基丙締酸甲醋。
[0016] 優(yōu)選地，所述基材的材質(zhì)為PE、PPW及PI中的一種或多種復合。
[0017] 本申請的第Ξ方面提供了一種裡離子電池，包括上述任一種絕緣膠帶。
[0018] 本申請?zhí)峁┑募夹g方案可W達到W下有益效果：
[0019] 本申請所提供的裡離子電池通過采用具有多微孔結構的基材W及硬質(zhì)顆粒層的 絕緣膠帶，一方面，能夠利用硬質(zhì)顆粒層的高硬度特性有效防止毛刺刺穿，降低膠帶的整體 厚度，另一方面，也能夠通過多微孔結構使基材的內(nèi)部能夠儲存更多的電解液，W提高電忍 的能量密度。因此降低了因設置絕緣膠帶對電忍能量損失所造成的影響。
[0020] 應當理解的是，W上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本 申請。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本申請實施例一所提供的絕緣膠帶的結構示意圖。
【附圖說明】 [0022] ：
[0023] 10-基材；
[0024] 20-硬質(zhì)金屬層；
[002引 30-膠層。
[0026] 此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施 例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
【具體實施方式】
[0027] 下面通過具體的實施例并結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。文中所述 "前"、"后"、"左"、"右"、"上"、"下"均W附圖中的絕緣膠帶機采用該膠帶的裡離子電池的放 置狀態(tài)為參照。
[0028] 如圖1所示，本申請的實施例一提供了一種絕緣膠帶，包括基材10、硬質(zhì)顆粒層20 W及膠層30。其中，基材10作為整個絕緣膠帶的主體結構，負責承載硬質(zhì)顆粒層20W及膠層 30。于此同時，本實施例所提供的基材10為多微孔結構，其無論是表面還是內(nèi)部均分布著大 量無規(guī)則的微孔。由于運種多微孔結構，使得基材10具備了良好的穿透性W及浸潤性。一方 面，氣體W及電解液能夠由基材10的一側表面通過運些微孔結構轉移至另一側表面，更為 重要的是，電解液能夠通過運種多微孔結構大量儲存在基材10的內(nèi)部，相較于相關技術中 的絕緣膠帶基材結構，運種多微孔結構的基材10對電忍能量的損失影響更小。
[0029] 基材10的多微孔結構可W類似于當前多孔膜結構、無紡布結構或者海綿結構。其 制造方法也可W仿照當前的各種結構的普遍制造方法進行生產(chǎn)。例如，可W采用申請?zhí)枮?201410131516.X或者201080052100.9的中國專利申請文件中所公開的制造方法制造出聚 締控系多孔膜。又如可W采用申請?zhí)枮?00910011641.6的中國專利申請文件中所公開的一 種高性能聚芳酸樹脂裡電池隔膜的電紡絲制備方法制造出高性能的聚芳酸無紡布。為了達 到較好的強度W及較高的容納性能，基材10的孔隙率可W保持在35~55%的范圍內(nèi)。對于 基材材質(zhì)的選擇，可W采用PE(聚乙締）、PP(聚丙締)或者PI(聚酷亞胺)等單一組分，也可W 采用兩種或兩種W上材料進行復合成型。基材10的厚度可W依照所選用的材料、多微孔結 構W及硬質(zhì)顆粒層20的差異而在3~16μπι范圍內(nèi)變化。
[0030] 在本實施例中，由于基材10采用多微孔結構，因此其自身的結構強度有所降低，已 經(jīng)無法單獨滿足放置毛刺穿過的性能要求，因此，在本實施例中還設置了硬質(zhì)顆粒層20。硬 質(zhì)顆粒層20層疊設置在基材10的表面，由大量的硬質(zhì)顆粒組成，運些硬質(zhì)顆粒的粒徑均大 于基材10的多微孔結構的孔徑，W防止運些硬質(zhì)顆粒阻塞基材10上的孔。同時，由于自身粒 徑較大，硬質(zhì)顆粒之間也會形成許多的間隙，運些間隙依然能夠起到透過和存儲電解液W 及氣體的作用，同時，由于硬質(zhì)顆粒自身的結構強度較高，當形成硬質(zhì)顆粒層20之后，也能 夠很好的阻擋毛刺，而不會被毛刺刺穿。在本實施例中，硬質(zhì)顆?？蒞采用硬度高、重量輕 的陶瓷顆粒，例如Ξ氧化二侶、二氧化錯、勃姆石、氧化儀、二氧化娃、二氧化鐵、碳酸巧、氧 化巧等陶瓷顆粒中的至少一種。根據(jù)所采用的硬質(zhì)顆粒種類W及所粘貼的部位等差異，硬 質(zhì)顆粒層20的厚度可W在1~5mm范圍內(nèi)進行選擇。
[0031] 由于硬質(zhì)顆粒層20是由無數(shù)的硬質(zhì)顆粒組成，因此運些硬質(zhì)顆粒之間需要通過粘 接劑粘接在一起，必要時還可W加入分散劑進行分散。此時，可W有兩種不同的設置方式。
[0032] 在第一種方式中，首先采用粘接劑將硬質(zhì)顆粒粘在基材10的表面，此時可W預先 在基材10的表面單獨涂覆一層粘接劑，然后在粘接劑的表面覆蓋硬質(zhì)顆粒層20,也可W直 接將硬質(zhì)顆粒與粘接劑W及分散劑共同混合，之后將混合物一并涂覆在基材10的一側表 面，利用粘接劑所具有的粘性將硬質(zhì)顆粒粘在一起，同時也使硬質(zhì)顆粒層20與基材10粘接 在一起。之后在已經(jīng)形成的硬質(zhì)顆粒層20的表面再設置一層膠層30,膠層30便用于與需要 絕緣的部分進行粘接。
[0033] 在第二種方式中，直接將硬質(zhì)顆粒與膠層30內(nèi)的膠質(zhì)組分進行混合，然后一并涂 覆到基材10的一側表面。在運種方式下，能夠直接在基材10的一側表面形成硬質(zhì)顆粒層20 與膠層30的復合層。運層復合層也能夠與需要絕緣的部分進行粘接。
[0034] 在上述兩種方式中，膠層30可W是常溫下無粘結力，而通過熱冷壓或其它工藝改 變膠層30中膠質(zhì)組分的狀態(tài)(例如使其變?yōu)檎沉鲬B(tài))使膠層30產(chǎn)生粘接力并固定硬質(zhì)顆粒 層20或者與裸電忍粘接。當然，膠層30也可W具有0.1~10N/25mm的初粘力，其中最理想的 范圍在0.8~4N/25mm。
[0035] 膠層30本身就具備良好的氣體和液體的透過性，但由于在裡離子電池內(nèi)會長期受 到電解液的浸泡，因此很容易受到電忍內(nèi)部的電化學反應影響而發(fā)生氧化失效。針對運種 情況，本實施例中的膠層30采用的材質(zhì)可W選擇聚偏氣乙締(PVDF)、偏氣乙締-六氣丙締共 聚物、聚酷胺、聚丙締臘、聚丙締酸醋、聚丙締酸、聚丙締酸鹽、徑甲基纖維素納、苯乙締-下 二締聚合物、聚乙締噓咯燒酬或聚甲基丙締酸甲醋(PMMA)等，為膠質(zhì)材料。運些材質(zhì)均具有 較強的抗氧化性，能夠在裡離子電池環(huán)境下保持更為穩(wěn)定的化學性能。
[0036] 本申請的實施例二提供了一種裡離子電池，包括正極片，負極片，W及設置與正負 極之間的隔膜和電解液。正極片、負極片及隔膜通過卷繞或疊片的方式組成裸電忍，而在裸 電忍中的"需要絕緣處"粘貼實施例一中所提供的絕緣膠帶。其中，上述所指的"需要絕緣 處"包括極耳焊接處，陰極敷料區(qū)域與無敷料區(qū)域的邊界處，W及其他陰極集流體對應陽極 敷料處和斷面對應處等。
[0037] 下面將通過實驗數(shù)據(jù)對本申請的技術效果進行詳細說明。
[0038] 1、絕緣膠帶性能分析：
[0039] (1)絕緣膠帶的制作：
[0040] 制作絕緣膠帶的實驗組W及對照組，各組絕緣膠帶的各項參數(shù)具體見表1。
[0041] 表 1
[0042]
[0043]
[0044] 測試方法：
[0045] 1.千分尺法:采用5mm直徑的圓頭千分尺測量10個位置點，取平均值（四舍五入到1 μπι) 〇
[0046] 2.體積法:裁出100mm*100mm面積的樣品，稱重Μ，根據(jù)千分尺測試的厚度t得到體 積V，計算出表觀密度化，其孔隙率即（1-Pi/p真)，其中P真為真密度，用真密度儀測試）。
[0047] (2)絕緣膠帶性能測試：
[004引將各實驗組及對照組進行性能測試，測試結果參見表2 [0049]表 2
[(Κ)加 ] [0化1 ]