一种用于锂电池极耳防护的pi胶带
技术领域
1.本发明涉及极耳胶带领域，具体涉及一种用于锂电池极耳防护的pi胶带。


背景技术：

2.在锂离子电池的组装生产过程中，一般使用专用胶带对锂离子电池的极耳部位进行固定、绝缘和保护。这种锂电池专用胶带通常采用高分子pi薄膜为基材，在此基础上涂上专用胶水，厚度为20
‑
100mm。锂电池专用胶带通常要具有较好的粘性好，胶带揭开不留残胶，耐高温，耐电解液，电气绝缘性高等性能。目前丙烯酸亚克力胶水常用于涂布在pi薄膜上，制作成极耳胶带。丙烯酸体系极耳胶带在电池组装过程中，虽然表现出较好粘性，不易起翘，表现出较好的固定和绝缘作用。但是，丙烯酸体系极耳胶带耐电解液性能较差，易出现脱胶现象，现有产品无法实现极耳包胶后(极耳宽度8毫米，胶带宽度8毫米，胶带长度24毫米)，浸泡于85℃电解液48小时不开胶。
3.因此，亟需一种用于锂电池极耳防护的pi胶带来改善现有的丙烯酸体系极耳胶带耐电解液性能较差，易出现脱胶现象是本发明的关键。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于锂电池极耳防护的pi胶带：通过对羟基苯甲酸与6
‑
氯
‑1‑
己醇反应，生成中间体1，之后中间体1与丙烯酰氯发生反应，生成中间体2，引入碳碳双键，提供聚合的条件，之后中间体2与1h，1h，2h，2h
‑
全氟辛醇发生酯化反应，生成中间体3，引入c
‑
f键，通过聚四氢呋喃与间苯二亚甲基二异氰酸酯聚合，形成预聚体中间体4，之后中间体4在扩链剂1,4
‑
丁二醇的作用下聚合形成中间体5，中间体5为一种合成橡胶，之后将丙烯酸羟丙酯以及中间体3在引发剂的作用下聚合反应，形成一种聚丙烯酸酯类胶，然后中间体5与丙烯酸羟丙酯上的羟基反应，从而将合成橡胶与聚丙烯酸酯类胶接枝，之后制成胶带，解决了现有的丙烯酸体系极耳胶带耐电解液性能较差，易出现脱胶现象的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种用于锂电池极耳防护的pi胶带，由以下步骤制备得到：
7.步骤一：将氢氧化钾溶液、对羟基苯甲酸加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在室温以及搅拌速率为200
‑
300r/min的条件下搅拌至对羟基苯甲酸完全溶解，加入碘化钾作为催化剂，继续搅拌10
‑
20min，之后边搅拌边逐滴加入6
‑
氯
‑1‑
己醇，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后加热至回流，恒温反应6
‑
8h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后加入无水乙醇搅拌、静置分层，收集水相用盐酸溶液调节ph为2
‑
2.5，析出固体，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇重结晶2
‑
3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60
‑
80℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；
8.反应原理如下：
[0009][0010]
步骤二：将中间体1、四氢呋喃加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，加入2，6
‑
二叔丁基对甲酚作为阻聚剂，在室温以及搅拌速率为300
‑
500r/min的条件下搅拌10
‑
30min，之后加入三乙胺继续搅拌20
‑
30min，之后在冰水浴的条件下边搅拌边逐滴加入丙烯酰氯溶液，控制滴加速率为1滴/s，析出沉淀，滴加完毕后继续搅拌反应3
‑
5h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除四氢呋喃，之后加入至二氯甲烷中溶解，之后用蒸馏水洗涤2
‑
3次，之后用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体2；
[0011]
反应原理如下：
[0012][0013]
步骤三：将中间体2、四氢呋喃加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及回流冷凝管的三口烧瓶中，之后加入对苯二酚作为阻聚剂，在室温以及搅拌速率为300
‑
500r/min的条件下搅拌10
‑
30min，之后边搅拌边逐滴加入1h，1h，2h，2h
‑
全氟辛醇，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后升温至30
‑
50℃的条件下恒温搅拌反应6
‑
8h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除四氢呋喃，之后用饱和碳酸氢钠水溶液调节ph为7，之后用乙酸乙酯萃取，将萃取液用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋转蒸发去除乙酸乙酯，得到中间体3；
[0014]
反应原理如下：
[0015][0016]
步骤四：将聚四氢呋喃以及三乙酸甘油酯加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为60
‑
65℃、搅拌速率为300
‑
500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入间苯二亚甲基二异氰酸酯溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应3
‑
4h，得到中间体4；
[0017]
反应原理如下：
[0018][0019]
步骤五：将1,4
‑
丁二醇加入至安装有搅拌器以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为100
‑
110℃的条件下真空脱水2
‑
3h，之后冷却至80
‑
85℃，加入中间体4，在搅拌速率为300
‑
500r/min的条件下搅拌5
‑
6h，之后放置于真空干燥箱中，在温度为100
‑
105℃的条件下干燥20
‑
25h，得到中间体5，即为合成橡胶；
[0020]
反应原理如下：
[0021][0022]
步骤六：将中间体5、丙烯酸羟丙酯以及中间体3加入至安装有搅拌器以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为80
‑
85℃、搅拌速率为500
‑
700r/min的条件下边搅拌边逐滴加入偶氮二异丁腈溶液作为引发剂，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应6
‑
8h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂，得到固含量为50
‑
80％的黏稠状流体，即为用于锂电池极耳防护的胶，将用于锂电池极耳防护的胶涂布到pi薄膜上制成胶带，得到该用于锂电池极耳防护的pi胶带。
[0023]
反应原理如下：
[0024]
[0025]
作为本发明进一步的方案：步骤一中的所述氢氧化钾溶液、对羟基苯甲酸、碘化钾以及6
‑
氯
‑1‑
己醇的用量比为60g：0.17mol：0.3
‑
0.5g：30ml，所述氢氧化钾溶液为氢氧化钾按照0.4mol：35ml溶解于去离子水所形成溶液，所述盐酸溶液的摩尔浓度为1mol/l。
[0026]
作为本发明进一步的方案：步骤二中的所述中间体1、四氢呋喃、2，6
‑
二叔丁基对甲酚、三乙胺以及丙烯酰氯溶液的用量比为2.0mmol：70ml：0.01
‑
0.03g：3.8ml：25ml，所述丙烯酰氯溶液为丙烯酰氯按照40mmol：20ml溶解于四氢呋喃所形成的溶液。
[0027]
作为本发明进一步的方案：步骤三中的所述中间体2、四氢呋喃、对苯二酚以及1h，1h，2h，2h
‑
全氟辛醇的用量比为15mmol：100ml：0.1
‑
0.2g：15mmol。
[0028]
作为本发明进一步的方案：步骤四中的所述间苯二亚甲基二异氰酸酯溶液为间苯二亚甲基二异氰酸酯按照质量比1：10溶解于三乙酸甘油酯所形成的溶液，所述聚四氢呋喃以及三乙酸甘油酯的质量比为1：10，所述聚四氢呋喃、间苯二亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为4：1。
[0029]
作为本发明进一步的方案：步骤五中的所述1,4
‑
丁二醇、中间体4的摩尔比为1.01
‑
1.05。
[0030]
作为本发明进一步的方案：步骤六中的所述中间体5、丙烯酸羟丙酯、中间体3以及偶氮二异丁腈溶液的质量比为10
‑
40g：15
‑
45g：5
‑
25g：50
‑
100ml，所述偶氮二异丁腈溶液为偶氮二异丁腈按照0.5
‑
1.5g：100ml溶解于甲基异丁基甲酮所形成的溶液。
[0031]
本发明的有益效果：
[0032]
本发明的一种用于锂电池极耳防护的pi胶带，通过对羟基苯甲酸与6
‑
氯
‑1‑
己醇反应，生成中间体1，之后中间体1与丙烯酰氯发生反应，生成中间体2，引入碳碳双键，提供聚合的条件，之后中间体2与1h，1h，2h，2h
‑
全氟辛醇发生酯化反应，生成中间体3，引入c
‑
f键，通过聚四氢呋喃与间苯二亚甲基二异氰酸酯聚合，形成预聚体中间体4，之后中间体4在扩链剂1,4
‑
丁二醇的作用下聚合形成中间体5，中间体5为一种合成橡胶，之后将丙烯酸羟丙酯以及中间体3在引发剂的作用下聚合反应，形成一种聚丙烯酸酯类胶，然后中间体5与丙烯酸羟丙酯上的羟基反应，从而将合成橡胶与聚丙烯酸酯类胶接枝，之后制成胶带，得到该用于锂电池极耳防护的pi胶带，聚丙烯酸酯类胶实现该胶带常温下的高粘性，高初粘，好贴合的优点，合成橡胶实现该胶带泡电解液后粘性的保持，而且中间体3上具有大量c
‑
f键，氟原子原子半径和粒子半径小，电负性极强，c
‑
f键能高，化学稳定性和热稳定性好，且电子云屏蔽作用强，具有优异的表面性能，因此赋予了该胶带良好的耐腐性能和耐热性能，从而达到在高温电解液浸泡后仍然不影响其性能，从而保证了极耳包胶效果好且长时间不开胶。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
实施例1：
[0035]
本实施例为一种用于锂电池极耳防护的pi胶带，由以下步骤制备得到：
[0036]
步骤一：将60g氢氧化钾按照0.4mol：35ml溶解于去离子水所形成的氢氧化钾溶液、0.17mol对羟基苯甲酸加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在室温以及搅拌速率为200r/min的条件下搅拌至对羟基苯甲酸完全溶解，0.3g加入碘化钾作为催化剂，继续搅拌10min，之后边搅拌边逐滴加入30ml6
‑
氯
‑1‑
己醇，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后加热至回流，恒温反应6h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后加入无水乙醇搅拌、静置分层，收集水相用摩尔浓度为1mol/l的盐酸溶液调节ph为2，析出固体，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇重结晶2次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；
[0037]
步骤二：将2.0mmol中间体1、70ml四氢呋喃加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，加入0.01g2，6
‑
二叔丁基对甲酚作为阻聚剂，在室温以及搅拌速率为300r/min的条件下搅拌10min，之后加入3.8ml三乙胺继续搅拌20min，之后在冰水浴的条件下边搅拌边逐滴加入25ml丙烯酰氯按照40mmol：20ml溶解于四氢呋喃所形成的丙烯酰氯溶液，控制滴加速率为1滴/s，析出沉淀，滴加完毕后继续搅拌反应3
‑
5h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除四氢呋喃，之后加入至二氯甲烷中溶解，之后用蒸馏水洗涤2次，之后用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体2；
[0038]
步骤三：将15mmol中间体2、100ml四氢呋喃加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及回流冷凝管的三口烧瓶中，之后加入0.1g对苯二酚作为阻聚剂，在室温以及搅拌速率为300r/min的条件下搅拌10min，之后边搅拌边逐滴加入15mmol1h，1h，2h，2h
‑
全氟辛醇，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后升温至30℃的条件下恒温搅拌反应6h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除四氢呋喃，之后用饱和碳酸氢钠水溶液调节ph为7，之后用乙酸乙酯萃取，将萃取液用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋转蒸发去除乙酸乙酯，得到中间体3；
[0039]
步骤四：将聚四氢呋喃以及三乙酸甘油酯按照质量比1：10加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及氮气导管的三口烧瓶中，混合均匀形成聚四氢呋喃溶液，通入氮气保护，在温度为60℃、搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入间苯二亚甲基二异氰酸酯溶液为间苯二亚甲基二异氰酸酯按照质量比1：10溶解于三乙酸甘油酯所形成的间苯二亚甲基二异氰酸酯溶液，控制聚四氢呋喃、间苯二亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为4：1，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应3h，得到中间体4；
[0040]
步骤五：将0.1mol1,4
‑
丁二醇加入至安装有搅拌器以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为100℃的条件下真空脱水2h，之后冷却至80℃，加入0.101mol中间体4，在搅拌速率为300r/min的条件下搅拌5h，之后放置于真空干燥箱中，在温度为100℃的条件下干燥20h，得到中间体5，即为合成橡胶；
[0041]
步骤六：将10g中间体5、15g丙烯酸羟丙酯以及5g中间体3加入至安装有搅拌器以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为80℃、搅拌速率为500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入50ml偶氮二异丁腈按照0.5g：100ml溶解于甲基异丁基甲酮所形成的偶氮二异丁腈溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应6h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂，得到固含量为50％的黏稠状流体，即为用于锂电池极耳防护的胶，将用于锂电池极耳防护的胶涂布到pi薄膜上制成胶带，得到该用于锂电池极耳防护的pi胶带。
[0042]
实施例2：
[0043]
本实施例为一种用于锂电池极耳防护的pi胶带，由以下步骤制备得到：
[0044]
步骤一：将60g氢氧化钾按照0.4mol：35ml溶解于去离子水所形成的氢氧化钾溶液、0.17mol对羟基苯甲酸加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在室温以及搅拌速率为300r/min的条件下搅拌至对羟基苯甲酸完全溶解，0.5g加入碘化钾作为催化剂，继续搅拌20min，之后边搅拌边逐滴加入30ml6
‑
氯
‑1‑
己醇，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后加热至回流，恒温反应8h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后加入无水乙醇搅拌、静置分层，收集水相用摩尔浓度为1mol/l的盐酸溶液调节ph为2.5，析出固体，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇重结晶3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；
[0045]
步骤二：将2.0mmol中间体1、70ml四氢呋喃加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，加入0.03g2，6
‑
二叔丁基对甲酚作为阻聚剂，在室温以及搅拌速率为500r/min的条件下搅拌30min，之后加入3.8ml三乙胺继续搅拌30min，之后在冰水浴的条件下边搅拌边逐滴加入25ml丙烯酰氯按照40mmol：20ml溶解于四氢呋喃所形成的丙烯酰氯溶液，控制滴加速率为1滴/s，析出沉淀，滴加完毕后继续搅拌反应3
‑
5h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除四氢呋喃，之后加入至二氯甲烷中溶解，之后用蒸馏水洗涤3次，之后用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体2；
[0046]
步骤三：将15mmol中间体2、100ml四氢呋喃加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及回流冷凝管的三口烧瓶中，之后加入0.2g对苯二酚作为阻聚剂，在室温以及搅拌速率为500r/min的条件下搅拌30min，之后边搅拌边逐滴加入15mmol1h，1h，2h，2h
‑
全氟辛醇，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后升温至50℃的条件下恒温搅拌反应8h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除四氢呋喃，之后用饱和碳酸氢钠水溶液调节ph为7，之后用乙酸乙酯萃取，将萃取液用无水硫酸镁干燥，过滤，将滤液旋转蒸发去除乙酸乙酯，得到中间体3；
[0047]
步骤四：将聚四氢呋喃以及三乙酸甘油酯按照质量比1：10加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及氮气导管的三口烧瓶中，混合均匀形成聚四氢呋喃溶液，通入氮气保护，在温度为65℃、搅拌速率为500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入间苯二亚甲基二异氰酸酯溶液为间苯二亚甲基二异氰酸酯按照质量比1：10溶解于三乙酸甘油酯所形成的间苯二亚甲基二异氰酸酯溶液，控制聚四氢呋喃、间苯二亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为4：1，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应4h，得到中间体4；
[0048]
步骤五：将0.1mol1,4
‑
丁二醇加入至安装有搅拌器以及氮气导管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为110℃的条件下真空脱水3h，之后冷却至85℃，加入0.105mol中间体4，在搅拌速率为500r/min的条件下搅拌6h，之后放置于真空干燥箱中，在温度为105℃的条件下干燥25h，得到中间体5，即为合成橡胶；
[0049]
步骤六：将40g中间体5、45g丙烯酸羟丙酯以及25g中间体3加入至安装有搅拌器以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为85℃、搅拌速率为700r/min的条件下边搅拌边逐滴加入100ml偶氮二异丁腈按照1.5g：100ml溶解于甲基异丁基甲酮所形成的偶氮二异丁腈溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应8h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂，得到固含量为80％的黏稠状流体，即为用于锂电池极耳防护的胶，将用于锂电池极耳防护的胶涂布到pi薄膜上制成胶带，得到该用于锂电池极耳防护的pi胶带。
[0050]
对比例1：
[0051]
对比例1为丙烯酸亚克力胶水涂布在pi薄膜上所形成的pi胶带。
[0052]
对比例2：
[0053]
对比例2与实施例2的不同之处在于，为不添加中间体3。
[0054]
对实施例1
‑
2以及对比例1
‑
2的性能进行检测，检测结果如下：
[0055][0056]
参阅上表数据，根据实施例与对比例1相比，可以得知本发明中的用于锂电池极耳防护的pi胶带较现有产品中的聚酰亚胺薄膜胶带具有更好的性能，根据实施例与对比例2相比，可以得知中间体3的添加明显提升用于锂电池极耳防护的pi胶带的耐电解液性能，根据对比例1与对比例2相比，可以得知合成橡胶和聚丙烯酸酯胶接枝的方式实现极耳包胶后较现有的聚酰亚胺薄膜胶带具有更好的性能。
[0057]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0058]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。