CN102382589A - 极板保护用粘合带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供极板保护用粘合带,其即便与毛刺等接触也不会破,即便在高温下也可维持防止短路的效果而不会从极板等剥离。本发明的极板保护用粘合带,其特征在于,其具有在基材的至少一个面的粘合剂层,其中,刺穿耐性为300gf·mm以上,并且,在260℃加热1小时时的热收缩率为TD(宽度)方向收缩率和MD(长度)方向收缩率均在1.0%以下。
Description
技术领域
本发明涉及极板保护用粘合带,具体而言,涉及贴合于锂离子电池等电池内部以防止短路为目的使用的粘合带。
背景技术
目前,锂离子电池等二次电池作为手机、笔记本等移动设备的电源是不可或缺的。此外,由于锂离子电池是高容量·轻质的,因而作为电动车用蓄电池被寄予厚望,今后需要进一步高容量化。
伴随着锂离子电池的高容量化,尤其是在卷绕型电池中存在卷绕电极板的卷绕数变得更多的倾向,使用更薄的隔离膜成为主流。但是存在如下问题:在制造工序中,由混入到电池内部的非常小的异物或存在于极板的毛刺等使得隔离膜开孔,正的电极板与负的电极板发生短路(short)而生热,成为火灾事故等的原因。
作为防止内部短路的方法,可列举出如下方法:通过在存在毛刺的电极端部、电极端子上贴合粘合带来防止薄的隔离膜与毛刺接触而开孔(专利文献1)。
近年来,随着对锂离子电池的更高安全性的需求,需要一种极板保护用粘合带,即便通过毛刺等对其穿刺也不会破,即便反复进行充电、放电也可维持防止短路的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-247489号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明的目的在于,提供一种极板保护用粘合带,其即便与毛刺等接触也不会破,其即便在高温下也可维持防止短路的效果。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究,结果发现,将具有特定的刺穿耐性、且即便在260℃下加热1小时热收缩率也在1%以下的粘合带用于极板保护用途时,可在毛刺等引起的穿刺下保护隔离膜,可防止短路(short)引发的生热、火灾事故等,以及,由于即便在高温下也不会收缩、从被粘物剥离,因而即便反复充电、放电也可维持防止短路的效果。本发明是基于上述认识而完成的。
即,本发明提供一种极板保护用粘合带,其具有基材、和在基材的至少一个面的粘合剂层,其中,通过下述方法计算的刺穿耐性为300gf·mm以上,并且,在260℃下加热1小时时的热收缩率为TD(宽度)方向收缩率和MD(长度)方向收缩率均在1.0%以下,
刺穿耐性的计算方法为:
在23±2℃条件下,将粘合带固定在开有直径11.28mm的圆形的孔的固定板上,使前端曲率半径为0.5mm的针以速度2mm/s刺穿,测定针贯通粘合带时的最大负荷(gf)和粘合带的最大伸长(mm),通过下式(1)求得:
刺穿耐性=最大负荷(gf)×粘合带的最大伸长(mm)×1/2(1)。
前述极板保护用粘合带优选贴附于电极端子和/或极板端部、优选贴附于隔离膜中和极板端部接触的部分。
发明的效果
本发明的极板保护用粘合带,即便与存在于异物、极板等上的毛刺接触也追随地伸长而不会破,因而通过在电池内部中贴附于极板或隔离膜,可防止存在于异物、极板等的毛刺贯通隔离膜而引起电极间的短路,可赋予电池高的安全性、可靠性。进而,本发明的极板保护用粘合带由于在260℃加热1小时的热收缩率为1%以下,因而即便在高温下也不会收缩、从被粘物剥离。因此,即便是对电池反复充电、放电使得电池内部成为高温环境,也可维持防止短路的效果而不会从极板、隔离膜剥离。
附图说明
图1为表示本发明的极板保护用粘合带的一例的剖视示意图。
图2为表示本发明的极板保护用粘合带的其它例的剖视示意图。
图3为表示本发明的极板保护用粘合带的其它例的剖视示意图。
图4为表示粘合带的刺穿试验方法的立体示意图(4-1),以及表示刺穿试验中的粘合带伸长的测定方法的剖视示意图(4-2)。
图5为表示对粘合带施加的负荷(gf)、负荷带来的粘合带的伸长(mm)以及粘合带的刺穿耐性的关系的曲线图。
图6的图(6-1)~图(6-3)为表示锂离子电池中的、本发明的极板保护用粘合带的使用例的示意图,图(6-1)为使用前的图,图(6-2)为将本发明的极板保护用粘合带粘贴于极板等的图,图(6-3)为卷绕极板并使用本发明的极板保护用粘合带进行卷绕固定的图。
图7为表示铝电解电容器中的、本发明的极板保护用粘合带的使用例的示意图。
附图标记说明
1 基材
2、2A、2B 粘合剂层
3 中间层
4 极板保护用粘合带
5A、5B 固定板
6 刺针
7 电极端子
8 正极板
9 负极板
10 隔离膜
11 活性物质
12 电极箔
具体实施方式
以下,根据需要参照附图来详细说明本发明的实施方式。
本发明的极板保护用粘合带具有基材、和在基材的至少一个面的粘合剂层,其中,通过下述方法计算的刺穿耐性为300gf·mm以上,并且,在260℃加热1小时时的热收缩率为TD(宽度)方向收缩率和MD(长度)方向收缩率均在1.0%以下,
刺穿耐性的计算方法为:
在23±2℃条件下,将粘合带固定在开有直径11.28mm的圆形的孔的固定板上,使前端曲率半径为0.5mm的针以速度2mm/s刺穿,测定针贯通粘合带时的最大负荷(gf)和粘合带的最大伸长(mm),通过下式(1)求得:
刺穿耐性=最大负荷(gf)×粘合带的最大伸长(mm)×1/2(1)。
粘合剂层
作为构成本发明的粘合剂层的粘合剂,表示不饱和度的根据JIS K 0070:1992的方法测定的碘值为10以下(优选为5以下)和/或通过NMR法测定的不饱和度为0.5[10-2摩尔/g]以下(优选为0.1[10-2摩尔/g])是优选的。这是因为,前述碘值超过10、并且通过NMR法测定的不饱和度超过0.5[10-2摩尔/g]的化合物有如下倾向:在电池内部溶出到电解液[例如,碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯(1∶1)等]中而与电解质(各种盐类)反应、并促进与其它成分的结合或电解质自身的分解,从而使电解液劣化。另外,构成本发明的粘合剂层的粘合剂是指包含下述基础聚合物等的不挥发性成分,具体而言,是将含有下述基础聚合物等的涂布剂涂布于基材等且挥发性成分挥发之后的成分。
这里,通过NMR法求得的不饱和度是指:以不饱和度已知的样品的峰面积作为标准,由在质子NMR测定中得到的源自烯烃的质子的峰面积算出的值。
对构成本发明的粘合剂层的基础聚合物没有特别限定,可使用例如橡胶系聚合物、丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物等公知的聚合物。
作为上述橡胶系聚合物,可列举天然橡胶、各种的合成橡胶。作为前述合成橡胶,例如可列举出聚异戊二烯橡胶、丁苯(SB)橡胶、苯乙烯·异戊二烯(SI)橡胶、苯乙烯·异戊二烯·苯乙烯嵌段共聚物(SIS)橡胶、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯嵌段共聚物(SBS)橡胶、苯乙烯·乙烯·丁烯·苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)橡胶、苯乙烯·乙烯·丙烯·苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)橡胶、苯乙烯·乙烯·丙烯嵌段共聚物(SEP)橡胶、再生橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯或它们的改性物等。
在本发明中,尤其是从难以从电解液溶出、且即便从电解液溶出与电解液中的电解质的反应性也低、可防止电解液的劣化的观点出发,优选使用聚异戊二烯橡胶、苯乙烯·乙烯·丁烯·苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)橡胶、苯乙烯·乙烯·丙烯·苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)橡胶、丁基橡胶等。
作为上述丙烯酸系聚合物,例如可列举出由主要单体、共聚单体和含有官能团的单体等组成的聚合物等。
作为前述主要单体,可列举出赋予粘合性的单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十三酯、(甲基)丙烯酸十四酯、(甲基)丙烯酸十五酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十七酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸十九酯、(甲基)丙烯酸二十酯等具有烷基的碳数为1~20的直链或支链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯等。另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”。
上述当中,优选烷基的碳数为4~12的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)、丙烯酸正丁酯(BA)。
上述主要单体的含量相对于构成丙烯酸系聚合物的单体成分总量(100重量%)优选为50~100重量%,更优选为70~100重量%。
作为前述共聚单体,可列举出赋予粘接性、内聚性的单体,例如可列举出醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯醚、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈等含乙烯基化合物等。
上述共聚单体的含量相对于构成丙烯酸系聚合物的单体成分总量(100重量%)优选为不足20重量%,更优选为不足10重量%。
作为上述含有官能团的单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、异巴豆酸等含羧基单体(还包括马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体);(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、乙烯醇、烯丙醇等含羟基(hydroxyl)单体;(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基单体;N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺等含N-取代酰胺基单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等含氨基单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯等含缩水甘油基单体等。在上述含有官能团的单体中,优选含羧基单体,更优选丙烯酸(AA)。上述含有官能团的单体具有改良粘接性的作用。
上述含有官能团的单体的含量相对于构成丙烯酸系聚合物的单体成分总量(100重量%)优选不足20重量%,更优选不足5重量%。
上述丙烯酸系聚合物可以通过公知或惯用的聚合方法将上述单体成分聚合来制备。作为丙烯酸系聚合物的聚合方法,例如可列举出溶液聚合方法、乳液聚合方法、本体聚合法、利用活性能量射线照射的聚合方法(活性能量射线聚合方法)等。在上述方法中,从透明性、耐水性、成本等方面出发,优选溶液聚合方法、活性能量射线聚合方法,更优选溶液聚合方法。
在上述的溶液聚合时,可以使用各种通常的溶剂。作为这种溶剂,可列举出醋酸乙酯、醋酸正丁酯等酯类;甲苯、苯等芳香族烃类;正己烷、正庚烷等脂肪族烃类;环己烷、甲基环己烷等脂环式烃类;甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类等有机溶剂。溶剂可以单独使用或者将两种以上组合使用。
在上述丙烯酸系聚合物的聚合时,可以使用聚合引发剂。对前述聚合引发剂没有特别限定,可以从公知或惯用的物质当中适当选择来使用,例如可列举出2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)、二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)等偶氮系聚合引发剂;过氧化苯甲酰、二枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二枯基、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔丁基过氧)环十二烷等过氧化物系聚合引发剂等油溶性聚合引发剂等。它们可以单独使用或者将两种以上组合使用。对聚合引发剂的用量没有特别限定,只要在迄今作为聚合引发剂可利用的范围内即可。
此外,上述丙烯酸系聚合物可添加交联剂来交联。作为前述交联剂,例如可列举出环氧系化合物、异氰酸酯系化合物、金属螯合剂化合物、金属烷氧化物、金属盐、胺化合物、肼化合物、醛系化合物等各种交联剂,它们可根据丙烯酸系聚合物所含有的官能团来适当选择使用。作为交联剂的用量,例如,相对于上述丙烯酸系聚合物100重量份为0.1~10重量份左右,优选为0.5~5重量份左右。
作为上述硅酮系聚合物,例如可列举出以有机聚硅氧烷作为主要成分的硅酮橡胶、硅酮树脂,或添加硅氧烷系交联剂、过氧化物系交联剂等交联剂将这些物质交联·聚合得到的物质等。
作为构成本发明的粘合剂层的基础聚合物的重均分子量(Mw),例如,优选为20万~300万左右,其中,从难以溶出到电解液中、可抑制电解液劣化的方面出发,优选100万~300万左右。基础聚合物的重均分子量(Mw)低于上述范围时,内聚力变差,在用于电池内部时等施加高压力的环境下粘合剂层变形而易从基材渗出粘合剂,粘合剂容易溶出到电解液中,有成为电解液劣化原因的倾向。另一方面,基础聚合物的重均分子量(Mw)超过上述范围时,粘合剂层变得过硬而粘合力变得不充分,有难以对极板等粘贴的倾向。基础聚合物的重均分子量可通过调节交联剂的用量、聚合时的温度、聚合时的时间、单体浓度等来控制。
此外,构成本发明的粘合剂层的基础聚合物的玻璃化转变温度(Tg)优选为-20℃以下。玻璃化转变温度(Tg)超过-20℃时,粘合剂层会随使用温度而***,粘合力变不充分,有时难以对极板等粘贴。
本发明的粘合剂层中除了含有上述基础聚合物以外还可包含其它成分,例如,可包含紫外线吸收剂、赋粘剂、软化剂(增塑剂)、填充剂、抗氧化剂、颜料、染料、硅烷偶联剂等适当的添加剂。
作为赋粘剂,例如可列举出松香树脂及其衍生物、聚萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、香豆酮-茚树脂、石油系树脂、苯乙烯系树脂、二甲苯系树脂等。
作为软化剂,例如可列举出液态聚醚、二醇酯、液态聚萜烯、液态聚丙烯酸酯、苯二甲酸酯、偏苯三酸酯等。
作为本发明的粘合剂层的形成方法,可采用公知惯用的方法,例如可列举出根据需要使用溶剂(例如甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、甲乙酮等)将上述基础聚合物和根据需要使用的添加剂稀释来制备涂布液,将该涂布液涂布在基材上或适当的隔离膜(剥离纸等)上、其后干燥的方法等。
作为本发明的粘合剂层的厚度,例如优选在2~20μm(尤其是4~15μm)的范围内。厚度低于2μm时,有如下倾向:难以得到贴合于极板、隔离膜所必须的粘接力,难以防止存在于异物、极板等的毛刺贯通隔离膜而引起的电极间的短路。另一方面,厚度超过20μm时,会容易发生粘合带的变形、粘合剂从基材渗出,有变得容易引起电解质劣化的倾向。
基材
对基材没有特别限定,可以使用各种基材,例如可以使用布、无纺布、毡、网等纤维系基材;各种纸等纸系基材;金属箔、金属板等金属系基材;由各种树脂形成的薄膜、片等塑料系基材;橡胶片等橡胶系基材;发泡片等发泡体、它们的层叠体等适宜的薄层体。作为上述塑料系基材的材质或原料,例如可列举出聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等)、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、纤维素类、氟系树脂、聚醚、聚醚酰胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯系树脂(聚苯乙烯等)、聚碳酸酯、聚醚砜等。
基材可以具有单层的形态,此外也可以具有多层的形态。此外,在基材的表面,根据需要,为了提高与粘合剂层等的密合性,可以实施惯用的表面处理,例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、电离辐射处理等通过化学或物理方法进行的氧化处理等。
对基材的厚度没有特别限定,优选为8~100μm左右,更优选为10~50μm左右,尤其优选为12~25μm左右。基材的厚度低于上述范围时,有粘合带的强度变得过低、会损害实用性之虞。另一方面,基材的厚度高于上述范围时,存在电池内所占的体积变得过大、难以使电池高容量化的倾向。此外,存在将粘合带弯曲时的反弹力变得过大、难以用于卷绕型电池内部的倾向。
此外,作为本发明的基材,优选通过上述方法计算出的刺穿耐性为300gf·mm以上(例如为300~1700gf·mm左右、更优选为300~1600gf·mm、特别优选为500~1500gf·mm)。前述刺穿耐性低于上述范围时,难以赋予粘合带以保护隔离膜不受存在于极板的毛刺、混入的异物的影响的作用。本发明的刺穿耐性通过上述方法算出,几乎相当于粘合带断裂为止所施加的总负荷(图5中的斜线部分的面积)。
进而,本发明的基材优选难以溶于电解液,难以使电解液劣化的基材。
作为本发明的基材,优选使用由聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚等形成的塑料系基材。
进而,本发明的基材优选在260℃加热1小时时的热收缩率为TD(宽度)方向收缩率和MD(长度)方向收缩率均在1.0%以下(更优选为0.8%以下、特别优选为0.5%以下),优选使用在成膜工序中不包括拉伸工序的基材,该基材为由聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚等形成的塑料系基材。热收缩率高于上述范围时,在电池反复充电、放电使得电池内部成为高温环境时,粘贴于极板、隔离膜上的粘合带会浮起或剥离,有难以维持防止短路的效果的倾向。
作为本发明的基材,可适用商品名“Kapton 50H”、“Kapton100H”、“Kapton 200H”(以上为DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)等市售品。
极板保护用粘合带
本发明的极板保护用粘合带是具有在基材的至少一个面上的粘合剂层的粘合带。前述粘合剂层可设有多个,例如,可以是仅在基材的一面具有粘合剂层的单面粘合带,也可以是在基材的两面具有粘合剂层的两面粘合带。此外,可在不有损本发明的效果的范围内具有其它的层(例如用于提高基材与粘合剂层的密合性的中间层等)。
图1为表示本发明的极板保护用粘合带4的一例的剖视示意图,基材1的单面设有粘合剂层2。
图2为表示本发明的极板保护用粘合带4的其它例的剖视示意图,基材1的两面设有粘合剂层2A、2B。将该粘合带贴合于电极或极板时,与前述电极或极板相接触的隔离膜部分也可同时固定,可降低高温下粘合带的膨胀或收缩导致的摩擦,可有效发挥防止短路的效果。
图3为表示本发明的极板保护用粘合带4的另一其它例的剖视示意图,基材1的单面隔着中间层3设有粘合剂层2。
作为本发明的极板保护用粘合带的形成方法,可采用公知惯用的方法,例如可列举出如下方法:制备包含上述基础聚合物等的涂布液,将该涂布液直接涂布在基材上来形成基材/粘合剂层层叠体的方法;将前述涂布液涂布在适当的隔离膜(剥离纸等)上来形成粘合剂层、将该粘合剂层转印(转移)到基材上从而形成基材/粘合剂层层叠体的方法等。在利用转印的情况下,粘合剂层与基材的界面有时会残留空隙(void)。在该情况下,可以通过高压釜处理等来实施加温加压处理而使空隙扩散、消失。
此外,本发明的极板保护用粘合带,从保护粘合剂层表面、防止粘连的观点等出发,可以在粘合剂层表面设置隔离膜(剥离衬垫)。隔离膜在将本发明的极板保护用粘合带贴合在被粘物上时被剥离,并不一定要设置。对所使用的隔离膜没有特别限定,可以使用公知惯用的剥离纸等。例如可以使用通过硅酮系、长链烷基系、氟系、硫化钼系等的剥离剂进行过表面处理的塑料薄膜、纸等具有剥离层的基材;由聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯氟乙烯-偏二氟乙烯共聚物等氟系聚合物形成的低粘接性基材;由烯烃系树脂(例如聚乙烯、聚丙烯等)等无极性聚合物形成的低粘接性基材等。
在本发明的极板保护用粘合带为双面粘合带时,上述隔离膜可以设置在本发明的极板保护用粘合带的两侧的粘合剂层表面,也可以在一侧的粘合面设置具有背面剥离层的隔离膜、通过将薄片卷绕使得隔离膜的背面剥离层与相反侧的粘合剂层表面接触。
通过上述方法得到的本发明的极板保护用粘合带,由上述测定方法测得的刺穿耐性为300gf·mm以上(例如为300~1700gf·mm左右、更优选为300~1600gf·mm、特别优选为500~1500gf·mm)。因此,通过贴合于极板、隔离膜,可防止存在于极板的毛刺、混入异物导致隔离膜开孔,可防止正的电极板与负的电极板的短路(short)。
此外,通过上述方法得到的本发明的极板保护用粘合带在260℃加热1小时时的热收缩率为TD(宽度)方向收缩率和MD(长度)方向收缩率均在1.0%以下(更优选为0.8%以下、特别优选为0.5%以下),因此,即便是在反复进行电池的充电、放电使得电池内部成为高温环境的情况下,粘贴于极板、隔离膜上的粘合带也不会浮起或剥离,也可维持防止短路的效果。
锂离子电池具有将下述材料封入外装罐而成的结构:将在正极芯体上涂布正极活性物质而成的正极板与在负极芯体上涂布负极活性物质而成的负极板隔着隔离膜对置并将它们卷绕成螺旋状而得到的卷绕型电极组,和从正极板、负极板引出的电极端子,以及电解液。此外,铝电解电容器具有将下述材料封入外装罐而成的结构:阳极铝箔/隔离膜/阴极铝箔卷绕而成的元件本体,从阳极箔、阴极箔引出的电极端子,以及电解液。本发明的极板保护用粘合带在锂离子电池或铝电解电容器制造过程中为了防止由异物、毛刺等引起的隔离膜的贯通、以及为了改善将电极装入电池壳体内的适应性(例如为了卷绕固定卷绕型电池的卷绕末端部、为了防止活性物质的剥离)而使用。作为粘贴部位,只要是能够实现前述目的的部位就没有特别限定,例如,贴合于锂离子电池、铝电解电容器等内部(例如电极端子、极板端部、隔离膜中与极板端部相接触的部分、活性物质的端部、卷绕末端部)来使用(参照图6、7)。
实施例
以下,通过实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不受这些实施例的限定。
实施例1
用甲苯将100重量份聚异戊二烯橡胶(商品名“KRATONIR-307”、Kraton Polymers Japan Ltd.,制造、重均分子量:2.76×106)稀释,从而得到涂布液(1)。
将所得涂布液(1)涂布到厚度为13μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 50H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)上并进行干燥,使得干燥后的厚度为10μm,从而得到粘合带(1)。
实施例2
代替厚度为13μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 50H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)而使用厚度为25μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 100H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造),除此以外,与实施例1同样地进行,得到粘合带(2)。
实施例3
代替厚度为13μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 50H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)而使用厚度为50μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 200H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造),除此以外,与实施例1同样地进行,得到粘合带(3)。
比较例1
代替厚度为13μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 50H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)而使用厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(商品名“Lumirror”、TORAYINDUSTRIES,INC.制造),除此以外,与实施例1同样地进行,得到粘合带(4)。
比较例2
代替厚度为13μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 50H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)而使用厚度为16μm的聚苯硫醚薄膜(商品名“TORELINA”、TORAY INDUSTRIES,INC.制造),除此以外,与实施例1同样地进行,得到粘合带(5)。
比较例3
代替厚度为13μm的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 50H”、DU PONT-TORAY CO.,LTD.制造)而使用厚度为25μm的聚苯硫醚薄膜(商品名“TORELINA”、TORAY INDUSTRIES,INC.制造),除此以外,与实施例1同样地进行,得到粘合带(6)。
通过以下方法测定实施例和比较例中得到的粘合带的热收缩率和刺穿耐性。
热收缩率
将实施例和比较例中得到的粘合带裁切成50mm×50mm的尺寸,得到试验体。
将所得试验体在调节至260℃的热风炉中保持1小时。其后,从热风炉中取出试验体,测定TD(宽度)方向、MD(长度)方向的尺寸[LTD(mm)、LMD(mm)],通过下式计算出粘合带的热收缩率(%)。
热收缩率(TD方向)(%)=(50-LTD)×100/50
热收缩率(MD方向)(%)=(50-LMD)×100/50
刺穿耐性
使用压缩试验机(商品名“KES-G5”、KATO TECH CO.,LTD制造、直径11.28mm的圆形孔),在下述条件下对实施例和比较例中得到的粘合带进行刺穿试验,观测刺穿强度[破坏点处的最大负荷(gf)]以及粘合带的最大伸长(mm)(参照图4),通过下式算出刺穿耐性(gf·mm)。
刺穿耐性=最大负荷(gf)×粘合带的最大伸长(mm)×1/2
测定条件
温度:23±2℃
刺针:前端的曲率半径为0.5mm的针
刺穿速度:2mm/s
将上述评价结果总结示于下表。
另外,实施例3中得到的粘合带(3)和比较例1中得到的粘合带(4)由于在上述刺穿试验中并未贯通,因而将最大负荷(gf)设为测定上限值即1000gf来算出刺穿耐性。
表1
详细地、还参照特定的实施方式对本发明进行了说明,但本领域技术人员清楚可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改、变更。
本发明以2010年8月31日提交的日本专利申请2010-194167、和2011年8月9日提交的日本专利申请2011-173725为基础,其内容作为参考纳入本发明。
Claims (3)
1.一种极板保护用粘合带,所述粘合带具有基材、和在该基材的至少一个面的粘合剂层,其中,通过下述方法计算的刺穿耐性为300gf·mm以上,并且,在260℃加热1小时时的热收缩率为TD(宽度)方向收缩率和MD(长度)方向收缩率均在1.0%以下,
刺穿耐性的计算方法为:
在23±2℃条件下,将粘合带固定在开有直径11.28mm的圆形的孔的固定板上,使前端曲率半径为0.5mm的针以速度2mm/s刺穿,测定针贯通粘合带时的最大负荷(gf)和粘合带的最大伸长(mm),通过下式(1)求得:
刺穿耐性=最大负荷(gf)×粘合带的最大伸长(mm)×1/2 (1)。
2.根据权利要求1所述的极板保护用粘合带,其贴附于电极端子和/或极板端部。
3.根据权利要求1所述的极板保护用粘合带,其贴附于隔离膜中和极板端部接触的部分。
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