丙烯酸酯类锂离子电池终止压敏胶带的制备及性能研究

发布时间：2020-09-08 13:21

　　在锂离子电池生产制作中,需要一种用于方形、圆柱形等锂离子电池电芯极耳及终止部位进行固定和绝缘保护的特殊压敏胶带。然而此类的产品大都存在耐电解液技术上的问题,故研究出一种耐电解液型的锂离子电池终止胶带有很大的意义。本论文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、丙烯酸-2-羟基乙酯(2-HEA)、丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,通过溶液聚合合成了一系列的丙烯酸酯压敏胶基础胶水,并将所得丙烯酸酯压敏胶与适当的增粘树脂和固化剂复配后,得到对应的改性丙烯酸酯类压敏胶胶带。首先,通过单一变量法探讨了引发剂和各单体的用量对所得基础胶水的粘度,以及所得胶带的粘接性能(包括初粘性、180°剥离强度、持粘性)的影响。在此基础上,通过正交试验优化基础胶水的配方,并通过红外光谱(FT-IR)对其化学结构进行了表征。然后,在最优配方基础胶水的基础上,分别研究了两种的增粘树脂(松香和氢化松香),和四种固化剂(乙酰丙酮铝(AIAl)、异氰酸酯类(M-80)、封端异氰酸酯类(XC-327)、环氧类(GA-240)的用量对压敏胶胶带粘接性能和耐电解液性能的影响,同时利用DSC、TGA和接触角测试仪等对改性压敏胶的热性能和表面润湿性能进行了测试和分析。结果发现,基础胶水配方为:MMA8份、2-EHA35份、BA10份、2-HEA2份、AA2份、BPO1.2%,辅以10%的氢化松香作为增粘剂,以及使用0.4%的GA-240制得胶带的性能最优,其初粘性为4#钢球,180°剥离强度为5.84N/25mm,持粘性为94h,常温耐电解液性为1.7d,耐热性能为120℃2d无残胶,但胶带仍然难以达到锂离子电池终止胶带的耐电解液性要求(常温电解液浸泡3d)。最后,在上述基础胶水配方的基础上,继续用GMA替代AA合成胶水;或加入适量的含氟单体(甲基丙烯酸十三氟辛酯(G06B)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA))来改性压敏胶,并利用FT-IR、GPC、DSC和TGA来对所得胶水的化学结构和热学性能进行测试,同时对所得胶带进行接触角测试、耐电解液性测试和粘接性能测试。结果发现:(1)用GMA代替AA,胶带的耐电解液性有一定的改善,能使其制备的胶带常温浸泡在电解液中2d;(2)用1%~9%G06B、或DFMA改性压敏胶胶带的耐热性和耐电解液性均有所提高,且当G06B的用量为3%时,制备的胶带能常温浸泡在电解液中3.2d,能达到锂离子电池终止胶带的行业要求,而用DFMA改性的压敏胶胶带都不能达到锂离子电池终止胶带的耐电解液性要求,最优耐电解液性能为2.7d。
【学位单位】：江汉大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ436.3;TM912
【部分图文】：

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江汉大学硕士研究生学位论文第 1 章绪论烯酸酯类压敏胶的研究进展想了解压敏胶（PSA）首先得清楚 PSA 的四大粘接性能如图 1-1：（1）g：即基材和PSA之间的粘接力）；（2）内聚力C（Cohesion：即被粘物抵抗剪切蠕变的能力；（3）剥离强度 A（Adhesion：即被粘物体和 PSA时间和压力下所展现的抵抗界面分离能力）；（4）初粘力 T（Tack：即力接触被粘物体后立刻分离所展现的抗分离能力）[1]。PSA 具有良好粘前提条件是满足以下关系：K>C>A>T

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江汉大学硕士研究生学位论文需达到 1－6 号球的初粘力、1-6N/25mm 的 180°剥离需达到 85℃浸没在电解液中 24h 或常温浸没 3d；（胶不翘边。

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能需达到 1－6 号球的初粘力、1-6N/25mm 的 180°剥离强能需达到 85℃浸没在电解液中 24h 或常温浸没 3d；（4）残胶不翘边。图 1-2 终止胶带

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