[发明专利]一种耐高温复合膨胀膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种耐高温复合膨胀膜及其制备方法和应用，所述耐高温复合膨胀膜包括依次设置的膨胀层、第一粘合层、耐温层和第二粘合层；所述耐温层的材料包括聚苯乙烯和乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物的组合；通过选择具有较好膨胀效果以及耐温性的聚苯乙烯和乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物的组合作为耐温层，使得所述耐高温复合膨胀膜具有优异的膨胀性能以及耐高温性能，经电解液浸泡发生膨胀后可以填充电芯与壳体之间的间隙，增加电池抗震动摇晃稳定性；且在90℃高温烘烤下不产生任何收缩，进而可以保证电池的安全性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种耐高温复合膨胀膜及其制备方法和应用。

背景技术

圆柱钢壳型锂离子电池作为锂离子电池中应用范围最广的一种，已经被广泛应用到日常生活中，圆柱钢壳型锂离子电池常常装配于各种不同的器件设备中，终端使用者操作该设备时会存在频繁反复震动摇晃的现象；由于锂电池中承载着活性材料，有一定的自重，并且通过金属导电引流体与外壳焊接相连而导电，因此，在使用的过程中，随着震动摇晃次数的增加，可能会出现金属引流体断裂，电池失效的情况，进而造成了很大的安全隐患。

为解决金属引流体断裂在使用过程中容易断裂的问题，通常使用一系列有机材料基膜贴于卷芯表面，有机基膜经过含有脂类等有机溶剂的电解液浸泡后，厚度可膨胀到原来的150～300％，从而可以填充卷芯与钢壳的间隙，增强了圆柱钢壳锂离子电池抵抗震动摇晃的效果，对于这种厚度可膨胀的有机基膜也有很多的报道。CN207330823U公开了一种丙烯酸酯膨胀胶带，包括三层结构，依次为防粘层、基材层和胶层，所述防粘层表面磨砂处理，基材层为聚苯乙烯基材，所述胶层为丙烯酸酯胶，因此提供了一种膨胀率高，耐腐蚀，粘性强，不会和电解液发生反应的丙烯酸酯膨胀胶带，可以更好的固定电池。CN107746682A公开了一种丙烯酸酯膨胀胶带的制作方法，包括以下步骤：基材层处理：基材层采用聚苯乙烯基材，并对聚苯乙烯基材的一面进行磨砂处理；胶层处理：胶层采用丙烯酸酯胶水，并将丙烯酸酯胶水涂布在双面离型膜上，然后，经过高温烘干；胶层与基材层贴合：将烘干后的丙烯酸酯胶水贴合聚苯乙烯基材的另一面上，并经复卷将双面离型膜撕下。CN109294463A公开了一种阻燃膨胀双面胶带，由上至下依次包括第一复合丙烯酸胶层、阻燃聚苯乙烯合成树脂层、第二复合丙烯酸胶层和双面离型膜层，得到的阻燃膨胀双面胶带具有粘性高、固定能力强的特点，因此可以将电芯与外壳进行牢牢地固定，同时胶带具有耐电解液特性不会影响电解液成分组成不会影响电池性能，且胶带膨胀倍数超过3倍，可以较好的对组装间隙进行填补，达到减小振动位移的可能性，因此具有良好的安全性。

上述专利中得到的膨胀膜都有较好的膨胀效果，可以降低金属引流体断裂的风险，但是这些具有较好膨胀效果的基膜经过45～60℃的烘烤，会产生收缩变形；因此，将它们应用于锂离子电池时，贴有膨胀膜的卷芯经过高温80～90℃烘烤时，膨胀膜的膜宽度会因收缩而变小，导致锂离子电池卷芯中的电解液外流，造成产品不合格的问题，甚至具有安全隐患。

因此，开发一种兼具耐高温和高膨胀性能的耐高温复合膨胀膜，具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温复合膨胀膜及其制备方法和应用，所述复合膨胀膜包括膨胀层、第一粘合层、耐温层和第二粘合层，所述耐温层的材料包括聚苯乙烯和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，聚苯乙烯具有很好的膨胀性，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物具有很好的耐温性，因此可以使得所述复合膨胀膜兼具耐高温和高膨胀性的特点，应用到锂离子电池时，可以降低金属引流体易断裂和电解液外流风险，具有重要研究意义。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种耐高温复合膨胀膜，所述耐高温复合膨胀膜包括依次设置的膨胀层、第一粘合层、耐温层和第二粘合层；

所述耐温层的材料包括聚苯乙烯和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的组合。