[发明专利]一种复合膨胀膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种复合膨胀膜及其制备方法和应用，所述复合膨胀膜包括依次设置的基层、第一粘合层、耐温层和第二粘合层；所述基层的材料包括聚苯乙烯，所述耐温层的材料为热膨胀系数不大于6×10^‑6/K的材料；所述复合膨胀膜通过设置具有较好膨胀效果的材料作为基层，并搭配具有热膨胀系数较小的材料作为耐温层，使得所述复合膨胀膜在具有优异膨胀性能的同时还具有很好的耐温效果，可以保证所述复合膨胀膜在90℃高温烘烤时膜宽不会变化，进而避免了因膜宽收缩引起的金属集流体暴露的问题，降低了使用风险。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种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，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。

为解决上述问题，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150～180％，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，所述基材层为聚苯乙烯基材，所述胶层为丙烯酸酯胶，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复合膨胀膜及其制备方法和应用，所述复合膨胀膜通过设置高膨胀率材料组成的基层和热膨胀系数系数不大于6×10^-6/K的材料组成的耐温层，使得所述复合膨胀膜耐高温后膜宽度不受影响，且又具有优异的膨胀性能，可以应用到锂离子电池中，解决锂离子电池金属引流体易断裂和电解液外流的问题，具有重要意义。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种复合膨胀膜，所述复合膨胀膜包括依次设置的基层、第一粘合层、耐温层和第二粘合层；