一种动力电池用的保护膜的制作方法-j9九游会真人

文档序号:34948791发布日期:2023-07-29 09:12阅读:11来源:国知局


1.本发明属于保护膜技术领域,具体地,涉及一种动力电池用的保护膜。


背景技术:

2.电动汽车动力电池传统的集成方式就是将电芯集成在模组中,英文是cell to module,简称ctm。以前对动力电池的集成化重点是在不断提升标准化电池模组的尺寸方面,例如典型的355、390和590等模组,但这种集成方式的空间利用率仅有40%,很大程度上限制了其它部件的空间。由此催生了ctp、ctc、ctb等新的电动汽车动力电池集成技术,这种动力电池集成技术的采用有效提高了空间利用率,电芯装的多,质量减轻,续航里程也相对提高。但这也相应对电芯的安全性提出了更高的要求,特别是应用于电芯外壳的保护膜性能提出了更高的要求,对保护膜除了要求具有隔水氧、耐划擦、阻燃外,进一步要求保护膜具有一定的挺度、粘性和耐温性,以避免保护膜的移位、起翘和热变形。
3.因此,本领域技术人员急需解决现有技术中动力电池用保护膜不能兼顾膜层在挺度、粘性和耐高温方面的问题。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种动力电池用的保护膜,该保护膜在保护电池表面的基础上,能够兼顾机械强度、粘接强度、服帖性能和耐高温性能,以解决现有动力电池用保护膜在使用过程中移位起翘、不服帖、热变形、热收缩的问题。
5.根据本实用新型的一个方面,提供一种动力电池用的保护膜,包括相互复合的基材层和粘性层,基材层包括聚酰胺树脂,且基材层的纵向杨氏模量为1000~2500mpa,基材层的横向杨氏模量为1500~3000mpa。本方案中,通过对电池保护膜双层结构的设置,设计简单、操作简便,对电池具有良好的绝缘保护效果;一方面,包覆在电池壳体外表面的保护膜,具有隔水氧、耐划擦、阻燃效果,能有效防止电池壳体表面的损伤,提高电池的安全性能;另一方面,还具有一定的机械强度、粘性和耐温性,有效解决了保护膜在使用过程中的移位起翘、不服帖和热变形的问题,而且还有助于提高保护膜与电池壳体的粘接效果。
6.优选地,基材层为利用聚酯树脂和聚酰胺树脂共挤而成。
7.优选地,聚酯树脂由聚芳酯构成。
8.优选地,聚芳酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
9.优选地,聚酰胺树脂的玻璃化转变温度为65~80℃。
10.优选地,聚酰胺树脂的数均分子量为8000~15000。
11.优选地,聚酰胺树脂的密度为1.14~1.20g/cm3。
12.优选地,聚酰胺树脂由聚酰胺mxd6和聚酰胺pa6共混而成,按照质量比例计算,聚酰胺mxd6:聚酰胺pa6=10:1~3。
13.优选地,上述保护膜还包括离型层。
14.优选地,基材层的厚度与粘性层的厚度之比为2~8:1~2。
15.优选地,保护膜的厚度为50~150μm。在上述膜厚度范围内,膜层能够在保护电池表面的基础上兼顾挺度、粘接强度和耐高温性能,若保护膜过厚,则会容易起翘,降低动力电池的能量密度;若保护膜过薄,则绝缘性能差,不耐穿刺。
16.优选地,保护膜的宽度:长度=1~4:4~8。
17.优选地,基材层和粘性层通过共挤复合。
18.优选地,保护膜还包括pet层和识别层,其中识别层、pet层、基材层、粘性层、离型层依次复合。
19.优选地,保护膜中pet层位于基材层背对粘性层的一侧,该pet层的厚度为0~4μm。
20.优选地,pet层与基材层、粘性层同时共挤复合,通过设置该pet层能够保证基材层中聚酰胺树脂的防水性能。
21.优选地,保护膜中识别层位于pet层背对基材层一侧的表面上;
22.优选地,识别层包括二维码,条形码;
23.优选地,二维码选自qr二维码,dm二维码,视觉码,二维码 ,点阵有或无来记录信息的代码,以及所有可记录计算机信息的、光学可读性的具有显性效果的计算机图形代码中的至少一种。在本方案中,二维码能够对电芯进行编码,使电芯可追溯。
附图说明
24.图1为本实用新型的耐高温高初粘动力电池用保护膜的结构示意图。
25.附图标记为:1识别层、2pet层,3基材层,4粘性层,5离型层。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本实用新型提供的技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例1
28.本实施例制备一种动力电池用的保护膜,所采用的物料包括:
29.粘性层粒料:按照质量百分比计算,该粘性层粒料由马来酸酐接枝聚丙烯弹性体,无规聚丙烯,c9石油树脂,1010抗氧剂组成;
30.基材层粒料:按照质量百分比计算,基材层粒料由65%聚酯树脂粒料 35%聚酰胺树脂粒料组成,其中,聚酯树脂粒料的具体树脂种类为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet),聚酰胺树脂粒料由84%聚酰胺mxd6 16%聚酰胺pa6组成,聚酰胺树脂的密度为1.16g/cm3,数均分子量为12000,tg为74℃。
31.按照上述粒料组成备料,然后按照以下方法制备本实施例的动力电池用的保护膜:
32.(1)将pet粒料、基材层粒料和粘性层粒料投入到双螺杆挤出机的不同料斗中,然后将上述粒料分别加热至熔融状态,通过共挤、流延使由pet粒料、基材层粒料与粘性层粒料所形成的膜状物复合,得到的复合膜状物包括依次设置的pet层、基材层和粘性层,在共挤过程中,共挤温度为250~280℃;
33.(2)在步骤(1)所制得的复合膜状物的粘性层的粘性面上贴覆离型膜,并通过喷涂或印刷的方式将油墨布施在pet层背对基材层一侧的表面上,从而在pet表面形成识别层,由此制得本实施例的动力电池用的保护膜,该保护膜的膜层结构示意图如图1所示,该保护膜包括依次复合的识别层1、pet层2、基材层3、粘性层4和离型层5,其中,基材层由上述基材层粒料所形成,该基材层的纵向杨氏模量为2000mpa、横向杨氏模量为2500mpa,粘性层由上述粘性层粒料所形成。
34.实施例2
35.本实施例参照实施例1提供的方式制备一种动力电池用的保护膜,本实施例与实施例1的区别在于将所采用的基材层粒料中的聚酰胺树脂替换为由77%聚酰胺mxd6 23%聚酰胺pa6组成的聚酰胺树脂(按照质量百分比计算),该聚酰胺树脂的tg为70℃,其他的物料与操作与实施例1严格保持一致,由此制得本实施例的动力电池用的保护膜,在该保护膜中,基材层的纵向杨氏模量为1000mpa,横向杨氏模量为1500mpa。
36.实施例3
37.本实施例参照实施例1提供的方式制备一种动力电池用的保护膜,本实施例与实施例1的区别在于将所采用的基材层粒料中的聚酰胺树脂替换为由91%聚酰胺mxd6 9%聚酰胺pa6组成的聚酰胺树脂(按照质量百分比计算),该聚酰胺树脂的tg为80℃,其他的物料与操作与实施例1严格保持一致,由此制得本实施例的动力电池用的保护膜,在该保护膜中,基材层的纵向杨氏模量为2500mpa,横向杨氏模量为3000mpa。
38.对比例1
39.本对比例参照实施例1提供的方式制备一种动力电池用的保护膜,本实施例与实施例1的区别在于将所采用的基材层粒料中的聚酰胺树脂替换为由95%聚酰胺mxd6 5%聚酰胺pa6组成的聚酰胺树脂(按照质量百分比计算),该聚酰胺树脂的tg为82℃,其他的物料与操作与实施例1严格保持一致,由此制得本对比例的动力电池用的保护膜,在该保护膜中,基材层的纵向杨氏模量为3000mpa,横向杨氏模量为3500mpa。
40.对比例2
41.本对比例参照实施例1提供的方式制备一种动力电池用的保护膜,本实施例与实施例1的区别在于将所采用的基材层粒料中的聚酰胺树脂替换为由70%聚酰胺mxd6 30%聚酰胺pa6组成的聚酰胺树脂(按照质量百分比计算),该聚酰胺树脂的tg为68℃,其他的物料与操作与实施例1严格保持一致,由此制得本对比例的动力电池用的保护膜,在该保护膜中,基材层的纵向杨氏模量为500mpa,横向杨氏模量为1000mpa。
42.测试例
43.1.测试构建方法
44.本测试例的参试对象为实施例1~3和对比例1~2所制得的动力电池用的保护膜,对参试对象的杨氏模量、钢板剥离力、100℃下高温收缩率、高温100h粘接强度、挺度和服帖性进行测试。
45.(1)基材层杨氏模量:参照国家标准gb/t 1040.3-2006中规定的内容进行测试,测试样品采用长条型,样品尺寸:长150mm,宽:(15
±
0.1)mm,夹具间距为100mm,拉伸速度为(100
±
10)mm/min,测试样品各取样5条,采取平均值左右参考依据。分别测试了测试样品纵向(md,顺着机器输出方向)和横向(td,垂直机器输出方向)的杨氏模量。
46.(2)钢板剥离强度:在25℃、55%湿度的测试环境下,将参试对象裁成25mm宽样品,使用标准2kg碾压辊以10mm/min速度来回辊压3次,把参试对象辊压在钢板上静置20min,以300mm/min速度进行180
°
剥离力测试,所测剥离力即为钢板剥离强度。
47.(3)100℃高温收缩率:参考国家标准gb/t 34848-2017《热收缩薄膜收缩性能试验方法》中规定的内容进行测试,测试温度为100℃。
48.(4)高温100h剥离强度:在80℃、55%湿度的测试环境下,将参试对象裁成25mm宽样品,使用标准2kg碾压辊以10mm/min速度来回辊压3次,把参试对象辊压在钢板上静置100h,以300mm/min速度进行180
°
剥离力测试,所测剥离力即为钢板剥离强度。
49.(5)挺度:参照国家标准gb/t 5565.1-2017中规定的内容进行挺度测试,测试样品的尺寸为70mm*38mm。
50.2.测试结果
51.表1动力电池用的保护膜性能测试结果
[0052][0053]
[0054]
实施例1~3和对比例1~2的动力电池用保护膜的各项性能测试结果如表1所示。由表1可知,与对比例1~2相比,本实用新型提供的动力电池用的保护膜通过对结构进行优化,选用纵向杨氏模量为1000~2500mpa、横向杨氏模量为1500~3000mpa的基材层,进一步提高了保护膜的耐温性、粘结性能和服帖性能,从而使该动力电池用的保护膜兼具优异的耐温性能、粘接性能、刚度挺度和服帖性能。具体表现为:钢板剥离力大于14.0n/24mm,高温100小时粘接强度大于14.0n/24mm,100℃高温收缩率小于0.4%,即该动力电池用的保护膜具有比较强的粘结强度和耐温性能;挺度大于0.55mn.m,即该动力电池用的保护膜具有优异的机械性能;且膜面情况为膜面平整,没有出现翘起移位、不服帖的现象,即该动力电池用的保护膜具有很好的服帖性能,从而该保护膜兼具优异的粘结强度、耐温性能、服帖性能和刚度挺度。
[0055]
在对比例1中,选用纵向杨氏模量大于2500mpa、横向杨氏模量大于3000mpa的基材层,尽管提高了该保护膜的刚度挺度,但是出现了膜面不平整、有翘起的现象,而且降低了该保护膜的粘结性能和耐温性能,从而对比例1提供的动力电池用的保护膜无法兼具耐温性、粘性、机械强度和服帖性能。而对比例2提供的保护膜钢板剥离力小于14.0n/24mm,100℃高温收缩率大于0.9%,高温100小时粘接强度小于14.0n/24mm,挺度小于0.55mn.m,且出现膜面不平整、有起翘的现象,从而对比例2该动力电池用的保护膜无法兼具耐温性、粘性、机械强度和服帖性能。
[0056]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,但这些修改或替换均在本实用新型的保护范围之内。
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