要在鋰電池中使用,鋰電池膠帶的耐高溫性能是必須考慮的。
1、什么是膠帶耐溫性能
膠帶耐溫性能是指膠帶抵抗溫度,保持膠粘特性的能力。通俗點講就是在一定溫度下,膠帶保持初始粘結狀態(tài)的能力。
耐溫性能包含耐高溫和低溫兩個方面。而在耐高溫和耐低溫之間的溫度范圍,即為膠帶的可使用的溫度范圍。
一般的,討論的膠帶的耐溫性能,除非特別指明是耐低溫性能,都指耐高溫性能。
膠帶耐溫性能影響因素從大的方面講主要包括兩個方面,一是基材的耐溫,二是膠水的耐溫。
2、基材耐溫性能影響因素
總的來說不管是基材耐溫,還是膠水的耐溫,其實考察的都是高分子材料的抗蠕變能力。對不同高分子材料來說Tg(玻璃化轉變溫度)大的,理論上聚合物可以耐更高溫度。
典型塑料的Tg數據 | |||
序號 | 聚合物名稱 | 聚合物簡稱 | 聚合Tg/℃ |
1 | 聚乙烯 | PE | -68 |
2 | 聚丙烯 | PP | -10 |
3 | 聚酯薄膜 | PET | 69 |
4 | 聚酰亞胺 | PI | 280~290 |
圖中數據可以看出這幾種基材的耐溫性能從高到底的順序是PI>PET>PP>PE
膠水的耐溫中,也類似同類型的膠水也有一樣的Tg高的耐溫好,往往為了提高膠水的耐溫一般會采取交聯(lián)的方式,讓聚合物形成網狀結構,進一步提高耐溫性能。
3、膠水耐溫性能影響因素
膠水的耐溫性能和膠水鏈段結構有關系,上面講的Tg是表征聚合物性能的一個重要指標,從分子運動的角度看,它是鏈段開始“凍結”的溫度,也就是玻璃態(tài)向流動態(tài)轉變的溫度。所以,凡是導致鏈段活動能力增加的因素均使Tg下降, 而導致鏈段活動能力下降的因素均使Tg上升。
了解了上面說的理論,膠水的耐溫主要有以下影響因素:
① 主鏈結構,同樣結構膠水,分子鏈長的耐溫性能好;
② 支鏈結構,同樣主鏈長度,有支鏈結構的耐溫性能好;
③ 交聯(lián)結構,同樣分子量,有交聯(lián)結構的耐溫性能好;
④ 主鏈鍵能大的耐溫性好。
4、鋰電池膠帶耐溫性能常見的測試方法
鋰電池膠帶耐溫性能一般有兩種測試方法。
▲ 直接黏貼在被粘物表面在一定溫度下烘烤一段時間,熱剝離和冷剝離膠帶,看膠帶在被粘物表面的是否會形成殘膠。
針對電池膠帶常見的測試表面為鋼板、鋁箔、銅箔、隔膜、鋁塑膜。
高溫黏貼測試
▲ 測試高溫持粘性能,使用標準持粘測試版,懸掛標準砝碼后在一定溫度下烘烤一段時間,觀察膠帶是否會出現(xiàn)粘性失效情況。
高溫持粘測試
5、各種鋰電膠帶耐溫性能要求
在鋰電池中膠帶一般使用溫度不會超過110℃,一旦長期超過110℃,鋰電中的隔膜微孔會封閉,造成電子轉移障礙。
所以一般來說鋰電池膠帶耐溫要求不用超過110℃,但為了避免不可預見的情況,膠帶性能比實際要求的性能要高出一些。
常見膠帶耐溫性能要求請看圖表
各類電池膠帶的耐溫性能 | |||
序號 | 膠帶類別 | 耐溫溫度/℃ | 耐溫時間/h |
1 | 終止膠帶 | 130 | 0.5 |
2 | 極耳膠帶 | 130 | 0.5 |
3 | 保護膜 | 85 | 48 |
4 | 動力保護膜 | 120 | 24 |
5 | 封邊高溫膠 | 120 | 24 |