UV延迟固化胶粘剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种用于密封圆柱电池的UV延迟固化胶粘剂及其制备方法和应用。本发明专利技术的胶粘剂由15至45重量份的一种或多种萘型环氧树脂、5至15重量份的一种或多种桥环型环氧树脂、10至40重量份的增韧剂、10至40重量份的活性稀释剂、0至5重量份的增触剂、0.1至0.5重量份的光引发剂和0至5重量份的粘结促进剂制成。由此所获得的胶粘剂具有优异的机械性能，对铝材质有良好的粘结效果，良好的密封性，可延迟固化，同时耐受溶剂侵蚀，低收缩，耐老化，具有良好的耐冲击震动特性，配合对应的施胶和固化工艺，应用于新能源圆柱电池的顶盖密封，能够起到良好的密封效果，阻止电解液渗漏。阻止电解液渗漏。阻止电解液渗漏。

【技术实现步骤摘要】
UV延迟固化胶粘剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及新能源动力电池，具体地，涉及一种用于密封圆柱电池的UV延迟固化胶粘剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前新能源动力电池主要分为方形电池、圆柱电池与软包电池三大类，其中圆柱电池的结构为铝制外壳包裹内部电芯和电解液，根据现有的电池制造工艺，圆柱电池外壳分为上下顶盖和中间圆柱壳体，需要通过卷封工艺将顶盖和壳体进行封口并密封。然而，该工艺存在一定的品质隐患：由于是金属之间的机械咬合，咬合位置间存在细小间隙，导致整个电池出现密封不良，而这些不良在生产过程中或者不易探测，导致在使用过程中出现电解液渗漏，或者造成不良品增多，良率降低。
[0003]因胶粘剂具有浸润性好、粘结力好、机械强度高、密封性好等优点，因此使用胶水或胶带对卷封位置进行施胶密封是有效弥补漏液隐患和提高良率的方法，但由于动力电池的制作工艺、使用环境和电池寿命均有较高要求，需要胶水或胶带有以下要求：1）浸润性好，可以对粘接面充分浸润，弥补填充细小间隙；2）粘结力好，对铝外壳有良好的粘结强度；3）耐震动，电池使用环境涉及到颠簸震动，因此胶粘剂需要在震动条件下保证不脱落、不碎裂；4）耐溶剂侵蚀，卷封处会有胶材接触电解液，要求长期接触电解液条件下仍然保持良好的密封性；5）室温快速固化，考虑生产效率及产线建造，需要在短时间内完成固化，从而可以进入后到工序；6）高低温稳定性好，电池外部环境会存在冬夏交替，电池使用过程中同样存在升温与降温，因此需要胶材在环境温度和使用温度范围内均保证性能良好。<br/>[0004]针对上述要求，目前市面上现存的一些产品存在一定的问题，无法完全满足工艺和使用要求。例如，胶带使用工艺简单，贴合后短时间内快速建立强度，可耐受振动冲击，但由于贴合面表面可能存在凹凸不平，胶带难以作到完全贴合，密封效果无法保证。热塑性胶粘剂施胶工艺简单，固化速度快，对铝的粘结力好，可耐受振动冲击，但热塑性胶粘剂界面浸润性较差，且高温和低温性能衰减较大。热固性胶粘剂各项性能可实现满足本应用需求，但固化时需要加热或室温长时间放置，无法满足生产效率的要求。而对于UV固化胶粘剂而言，一般的丙烯酸型UV固化胶粘剂施胶工艺简单，固化速度快，但存在耐溶剂性能差、收缩率大、氧阻聚、粘接界面应力大等问题。阳离子型UV延迟固化胶粘剂可实现延迟固化，但粘结界面应力大，对于铝材质粘结力不佳。
[0005]因此，本领域仍需要一种能够用于圆柱电池密封且满足使用工艺和性能要求的胶粘剂。

技术实现思路

[0006]如前所述，本领域仍需要一种能够用于圆柱电池密封且满足使用工艺和性能要求的胶粘剂。本专利技术的专利技术人发现，通过将具有不同光固化反应速度的环氧树脂复配，预固化后的胶粘剂能够固化至凝胶状或粘弹状，由此具有一定的本体强度，但胶层表面未完全固化的胶粘剂对被粘接界面仍然有浸润性和粘接性，便于进行卷封以及后固化。由此所获得的胶粘剂产品具有良好的机械性能，对铝材质有良好的粘结效果，良好的密封性，可阴影固化和延迟固化，同时可耐受溶剂侵蚀，低收缩，耐老化，具有良好的耐冲击震动特性，配合对应的施胶和固化工艺，应用于圆柱电池的密封，表现出良好的密封效果，阻止电解液渗漏。由此，完成本专利技术。
[0007]因此，在第一方面，提供了一种胶粘剂，其由以下组分制成：15至45重量份的一种或多种萘型环氧树脂；5至15重量份的一种或多种桥环型环氧树脂；10至40重量份的增韧剂，其选自环氧化聚烯烃树脂或核壳橡胶；10至40重量份的活性稀释剂，其选自聚醚多元醇、缩水甘油醚、氧杂环丁烷中的至少一种；0至5重量份的增触剂，其选自纳米氧化铝或有机膨润土；0.1至0.5重量份的光引发剂，其选自重氮盐、六氟锑酸盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚中的至少一种；0至5重量份的粘结促进剂，其是硅烷偶联剂。
[0008]在第二方面，提供了一种制备第一方面所述的胶粘剂的方法，包括以下步骤：（1）将萘型环氧树脂、桥环型环氧树脂、活性稀释剂和任选的粘结促进剂混合至均匀；（2） 加入增韧剂和增触剂，再次混合至均匀；（3） 加入光引发剂，真空搅拌至无气泡。
[0009]在第三方面，提供了一种密封圆柱电池的方法，其包括使用第一方面所述的胶粘剂的步骤。
[0010]本专利技术的有益之处在于：本专利技术提供了一种将快速固化环氧树脂与慢速固化环氧树脂复配的UV延迟固化胶粘剂，可以用于圆柱电池密封，解决了阳离子型UV延迟固化胶粘剂的粘结界面应力大，对于铝材质粘结力不佳的问题，并且能够满足电池密封的工艺和性能要求。使用本专利技术的UV延迟固化胶粘剂，在圆柱电池的顶盖的内层卷封位置处提前涂胶并预固化，预固化后的胶粘剂在具有一定的本体强度的同时可以保持凝胶状或粘弹状，保证胶层表面仍然有浸润性，便于之后进行的卷封，然后进行后固化，可效弥补存在的细小漏洞、缝隙，防止电池使用过程中电解液外渗，从而保证电池的良好密封性，提高产品的良品率与可靠性，同时工艺简单，可使用喷胶工艺，实现自动化涂胶。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0012]图1示出了根据本专利技术的实施方案制备的胶粘剂和对照胶粘剂的剪切强度对比。
[0013]图2示出了根据本专利技术的实施方案制备的胶粘剂和对照胶粘剂的邵氏硬度对比。
[0014]图3示出了根据本专利技术的实施方案制备的胶粘剂和对照胶粘剂的溶胀率对比。
[0015]图4示出了根据本专利技术的实施方案制备的胶粘剂和对照胶粘剂的溶出率对比。
[0016]图5示出了根据本专利技术的实施方案制备的胶粘剂和对照胶粘剂的冲击次数对比。
[0017]图6示出了根据本专利技术的实施方案制备的胶粘剂和对照胶粘剂的表干时间对比。
具体实施方式
[0018]在下文中，将结合附图对本专利技术进行详细的描述。需理解，以下描述仅以示例方式来对本专利技术进行说明，而无意于对本专利技术的范围进行限制，本专利技术的保护范围以随附权利要求为准。并且，本领域技术人员理解，在不背离本专利技术的精神和主旨的情况下，可以对本专利技术的技术方案进行修改。若并未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0019]在提供数值范围的情况中，例如浓度范围、百分比范围或比率范围，应当理解，除非上下文另有明确规定，否则在该范围的上限与下限之间的、到下限单位的十分之一的各中间值以及在所述范围内的任何其他所述值或中间值包含在所述主题内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在较小范围中，并且此类实施方案也包括在所述主题内，受限于所述范围中的任何特定排除的极限值。在所述范围包括一个或两个极限值的情况中，排除那些所包括的极限值中的任一个或两个的范围也包括在所述主题中。
[0020]在本专利技术的上下文中，很多实施方案使用表述“包含”、“包括”或者“基本/主要由
……
组成”。表述“包含”、“包括”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶粘剂，其由以下组分制成：15至45重量份的一种或多种萘型环氧树脂；5至15重量份的一种或多种桥环型环氧树脂；10至40重量份的增韧剂，其选自环氧化聚烯烃树脂或核壳橡胶；10至40重量份的活性稀释剂，其选自聚醚多元醇、缩水甘油醚、氧杂环丁烷中的至少一种；0至5重量份的增触剂，其选自纳米氧化铝或有机膨润土；0.1至0.5重量份的光引发剂，其选自重氮盐、六氟锑酸盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚中的至少一种；0至5重量份的粘结促进剂，其是硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其中，所述萘型环氧树脂具有快于所述桥环型环氧树脂的光固化速度。3.根据权利要求1或2所述的胶粘剂，其中，所述萘型环氧树脂具有选自下式I
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IV的结构：式I式II
式III式IV。4.根据权利要求1或2所述的胶粘剂，其中，所述桥环型环氧树脂具有选自下式V
‑
VI的结构：式V
式VI。5.一种制备权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄涛，方旺胜，
申请(专利权)人：拓迪化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：