一種增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟包鋰電池特點是綜合液態(tài)鋰電池的基本電化學(xué)性能以及聚合物鋰電池的外形 包裝上獨特的優(yōu)點，并采用與液態(tài)鋰電池相似的液體電解液作為鋰離子在正負極之間傳輸 的介質(zhì)。軟包鋰電池與金屬殼或塑殼電池相比，軟包鋰電池安全性能好、厚度薄、設(shè)計靈活、 成本更低，因而其受到國內(nèi)外用戶的青睞。同時，軟包鋰電池的突出優(yōu)點是其制作過程簡 單，成本低，成品率高。但軟包鋰電池外包鋁塑膜硬度太差導(dǎo)致電池易變形，易出現(xiàn)凹點、褶 皺、劃痕等外觀不良，且鋁塑膜容易破損，特別是在動力技術(shù)領(lǐng)域，鋁塑膜硬度和韌性不夠， 經(jīng)不起長期振動和撞擊而限制了軟包鋰電池在該領(lǐng)域的發(fā)展。中國專利申請102653656A 公開了一種提高軟包電池的硬度和韌性的方法，其采用熱塑性酚醛樹脂、松香改性醇酸樹 月旨、脲醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛或醇溶性聚丙烯酸樹脂溶于甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、異丙 醇、丙二醇、正丁醇、異丁醇、1，4-丁二醇或己醇中，再噴涂在軟包電池表面形成涂膜以提高 軟包電池的硬度和韌性，然而該方案提高軟包電池的硬度和韌性的效果還有待提高。
[0003] 中國專利CN1327540C公開了一種鋰離子電池防護膜的制備方法，其將酚醛樹脂、 環(huán)氧樹脂、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、氯丁橡膠、酚醛-氯丁橡膠、環(huán)氧-聚酯胺、 酚醛-聚乙烯醇縮醛等中的至少一種加入到去離子水、甲醇、苯、甲苯、丙酮、醋酸乙酯、正 已烷等中的至少一種中，再噴涂形成防護膜，但是該防護膜的耐腐蝕性能還有待提高，且該 防護膜的作用在于在軟包裝鋰電池生產(chǎn)過程中保護電池表面，避免劃傷，在電池組裝完成 后即被撕掉，不能起到提高電池硬度和韌性的作用。
[0004] 因此，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，有必要研發(fā)一種增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜 制備方法，其方法制得的涂膜既能有效提高軟包鋰電池的硬度和韌性，還具備優(yōu)異的耐腐 蝕性和抗水性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種增強軟包鋰電池硬度和韌性的 涂膜制備方法，該制備方法簡單，工藝穩(wěn)定；制得的涂膜既能有效提高軟包鋰電池的硬度和 韌性，還具備優(yōu)異的耐腐蝕性，同時抗水性好、防潮，有效保護軟包鋰電池，延長軟包鋰電池 使用壽命。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法，包括以下步驟： (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為800~1500rpm下攪拌3~6min，接著加入溶劑重 量0. 2~0. 3%的醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至55~65°C，攪拌20~40min， 然后加入溶劑重量1~1. 5%的消泡劑和溶劑重量1. 5~2. 0%的流平劑；停止加熱，繼續(xù)添加溶 劑以調(diào)整體系粘度為3000~10000cpS，然后攪拌10~30min得到涂膜液； (2)涂膜的制備：將步驟（1)中制得的涂膜液使用噴槍均勻噴涂在軟包鋰電池表面，在 常溫下靜置或在真空狀態(tài)下80~90°C烘烤靜置至涂膜液干燥，即在軟包鋰電池表面形成涂 膜。涂膜干燥靜置時間根據(jù)噴涂的涂膜液厚度而定。
[0007] 進一步的，所述醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1:(1~1.6): (0. 2-0. 6)〇
[0008] 再進一步的，所述醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1 : 1.2 : 0.4。
[0009] 進一步的，所述環(huán)氧樹脂為酚醛改性環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧 樹脂。
[0010] 進一步的，所述醇酸樹脂為丙烯酸改性醇酸樹脂或松香改性醇酸樹脂。
[0011] 進一步的，所述溶劑為丙醇、丙酮、丁酮、醋酸乙酯和醋酸丁酯中的至少一種。
[0012] 再進一步的，所述溶劑為丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量 比為（8~12) : 1。
[0013] 進一步的，所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚醚消泡劑或聚醚改性硅油消泡劑。
[0014] 進一步的，所述流平劑為二丙酮醇、聚醚聚酯改性有機硅氧烷或丙烯酸樹脂。
[0015] 本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法以丙醇、丙酮、丁酮、醋酸乙酯 和醋酸丁酯中的至少一種作為溶劑，在溶劑中加入醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合 物，在55~65°C，該組合物在溶劑作用下進一步相溶，交聯(lián)結(jié)合，然后噴涂在軟包電池的外表 面上形成一層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能優(yōu)異的涂膜。本發(fā)明涂膜液不會損害電池表面，也不會與電池 表面發(fā)生反應(yīng)，形成涂膜后具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，也有效提高了軟包鋰電池的硬度和韌 性。
[0016]總之，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于： (1)本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法原料成本低，操作方法簡單，工 藝穩(wěn)定，可推廣應(yīng)用。
[0017] (2)本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法制得的涂膜耐磨性與耐沖 擊性優(yōu)異，具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和強附著力，在電解質(zhì)作用下不會發(fā)生溶解、膨脹、脫落 等現(xiàn)象。噴涂有本發(fā)明所述涂膜的軟包鋰電池硬度更高、韌性更好，可防止其表面出現(xiàn)劃 痕、褶皺、凹點等外觀不良現(xiàn)象；同時本發(fā)明所述涂膜緊密性強，吸水率低，抗水性強，密封 性好、防潮，有效保護軟包鋰電池，延長軟包鋰電池使用壽命；此外，本發(fā)明方法可提高軟包 鋰電池抗振動、撞擊的能力，表現(xiàn)出更高的安全性能。
【具體實施方式】
[0018] 以下通過【具體實施方式】進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅限于以下實施例。在 本發(fā)明的范圍內(nèi)或者在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)，對本發(fā)明增強軟包鋰電池硬 度和韌性的涂膜制備方法進行適當改進、替換功效相同的組分，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0019] 實施例1、本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法 (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為lOOOrpm下攪拌5min，接著加入溶劑重量 0. 25%的丙烯酸改性醇酸樹脂、酚醛改性環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至60°C，攪拌 30min，然后加入溶劑重量1%的聚二甲基硅氧烷和溶劑重量1. 5%的聚醚聚酯改性有機硅氧 烷；停止加熱，繼續(xù)添加溶劑以調(diào)整體系粘度為5000cpS，然后攪拌20min得到涂膜液； 所述溶劑為丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量比為10 : 1; 所述丙烯酸改性醇酸樹脂、酚醛改性環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1 : 1.2 : 0.4。
[0020] (2)涂膜的制備：將步驟（1)中制得的涂膜液使用噴槍均勻噴涂在軟包鋰電池表 面，在常溫下靜置至涂膜液干燥，即在軟包鋰電池表面形成涂膜。
[0021] 實施例2、本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法 (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為1500rpm下攪拌4min，接著加入溶劑重量0. 2% 的松香改性醇酸樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至55°C，攪拌20min，然 后加入溶劑重量1. 5%的聚醚改性硅油消泡劑和溶劑重量2. 0%的二丙酮醇；停止加熱，繼續(xù) 添加溶劑以調(diào)整體系粘度為lOOOOcps，然后攪拌lOmin得到涂膜液； 所述溶劑為丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量比為8 : 1; 所述松香改性醇酸樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1 : 1.6: 0.6。
[0022] (2)涂膜的制備：將步驟（1)中制得的涂膜液使用噴槍均勻噴涂在軟包鋰電池表 面，在常溫下靜置至涂膜液干燥，即在軟包鋰電池表面形成涂膜。
[0023] 實施例3、本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法 (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為800rpm下攪拌6min，接著加入溶劑重量0. 3% 的丙烯酸改性醇酸樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至65°C，攪拌40min， 然后加入溶劑重量1%的聚醚消泡劑和溶劑重量2. 0%的丙烯酸樹脂；停止加熱，繼續(xù)添加溶 劑以調(diào)整體系粘度為3000cpS，然后攪拌30min得到涂膜液； 所述溶劑為丙酮和醋酸丁酯的混合物，所述丙酮和醋酸丁酯的重量比為12 : 1; 所述丙烯酸改性醇酸樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1 : 1 : 0.2。
[0024] (2)涂膜的制備：將步驟（1)中制得的涂膜液使用噴槍均勻噴涂在軟包鋰電池表 面，在真空狀態(tài)下80°C烘烤靜置至涂膜液干燥，即在軟包鋰電池表面形成涂膜。
[0025] 實施例4、本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法 (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為1200rpm下攪拌5min，接著加入溶劑重量0. 3% 的丙烯酸改性醇酸樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至60°C，攪拌40min， 然后加入溶劑重量1. 5%的聚二甲基硅氧烷和溶劑重量1. 5%的二丙酮醇；停止加熱，繼續(xù)添 加溶劑以調(diào)整體系粘度為8000cpS，然后攪拌20min得到涂膜液； 所述溶劑為丙酮和乙醇的混合物，所述丙酮和丙醇的重量比為10 : 1; 所述丙烯酸改性醇酸樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1 : 1.2 : 0.4。
[0026] (2)涂膜的制備：將步驟（1)中制得的涂膜液使用噴槍均勻噴涂在軟包鋰電池表 面，在真空狀態(tài)下85°C烘烤靜置至涂膜液干燥，即在軟包鋰電池表面形成涂膜。
[0027] 實施例5、本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法 (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為lOOOrpm下攪拌5min，接著加入溶劑重量 0. 25%的丙烯酸改性醇酸樹脂、酚醛改性環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至55°C，攪拌 30min，然后加入溶劑重量1%的聚二甲基硅氧烷和溶劑重量1. 5%的聚醚聚酯改性有機硅氧 烷；停止加熱，繼續(xù)添加溶劑以調(diào)整體系粘度為5000cpS，然后攪拌20min得到涂膜液； 所述溶劑為丙酮； 所述丙烯酸改性醇酸樹脂、酚醛改性環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的重量比為1 : 1.2 : 0.4。
[0028] (2)涂膜的制備：將步驟（1)中制得的涂膜液使用噴槍均勻噴涂在軟包鋰電池表 面，在常溫下靜置至涂膜液干燥，即在軟包鋰電池表面形成涂膜。
[0029] 實施例6、本發(fā)明增強軟包鋰電池硬度和韌性的涂膜制備方法 (1)涂膜液的制備：將溶劑在攪拌速度為1400rpm下攪拌3min，接著加入溶劑重量0. 2% 的松香改性醇酸樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂和聚醚醚酮的組合物，加熱至65°C，攪