极耳胶

1. 基本定义与作用

• 定义：极耳胶是用于锂电池极耳（电极引线）与封装材料（如铝塑膜）之间的粘接密封材料，确保电池内部环境的密封性。
• 核心功能：
  
  • 密封防护：防止电解液泄漏及外部水汽、氧气侵入。
  • 电绝缘：隔离极耳与铝塑膜金属层，避免短路。
  • 应力缓冲：吸收极耳在充放电或振动中的形变应力，降低封装失效风险。

• 聚烯烃类：
  
  • 改性聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE），耐电解液腐蚀，热封性能优异。
• 环氧树脂：
  
  • 高粘结强度，但需配合固化剂（如酸酐类），适用于高温固化工艺。
• 聚氨酯（PU）：
  
  • 弹性好，抗疲劳性强，适合动态应力场景。

• 导电填料：炭黑、碳纳米管（仅用于需局部导电的极耳胶变体）。
• 阻燃剂：氢氧化铝、磷系化合物，提升安全性。
• 增粘树脂：松香衍生物、石油树脂，增强对金属极耳的附着力。

• 单层结构：均质胶膜（如PP基热熔胶），工艺简单，成本低。
• 多层复合：
  
  • 外层（绝缘层）：耐候性聚合物（如PET）。
  • 中间层（粘接层）：高粘结强度树脂（如改性环氧）。
  • 内层（密封层）：耐电解液材料（如氟化橡胶）。

• 密封性：
  
  • 氦气泄漏率 <1×10⁻⁸ Pa·m³/s（ASTM F2391标准）。
  • 水蒸气透过率（WVTR）<0.1 g/m²·day。
• 粘接强度：
  
  • 极耳与铝塑膜剥离强度 ≥10 N/cm（GB/T 2792测试）。
• 耐温性：
  
  • 工作温度范围：-40~120°C，高温（85°C）下无脱层。
• 耐化学性：
  
  • 在电解液（LiPF₆/EC+DMC）中浸泡30天，体积溶胀率 <5%。
• 绝缘性：
  
  • 体积电阻率 ≥1×10¹⁴ Ω·cm（IEC 60093标准）。

1. 混料与造粒：
   
   • 基体树脂与添加剂熔融共混，挤出造粒。

1. 流延/涂布：
   
   • 热熔胶：通过流延机形成均匀胶膜（厚度50-200 μm）。
   • 反应型胶：涂布于离型膜上，预固化后收卷。

1. 模切与贴合：
   
   • 根据极耳尺寸模切成型，与铝塑膜预贴合。

• 软包电池：极耳与铝塑膜封边的热封粘接（主流应用）。
• 方形/圆柱电池：极耳与盖板的绝缘固定（如特斯拉4680电池）。
• 固态电池：适应刚性电极与封装界面的应力匹配需求。

• 界面兼容性：
  
  • 极耳金属（铝/镍）与胶层间的氧化膜影响粘结强度，需表面处理（如等离子清洗）。
• 长期老化：
  
  • 高温高湿环境（85°C/85% RH）下胶层易水解失效。
• 工艺精度：
  
  • 热封温度控制（±2°C）及压力均匀性，避免过封（脆化）或欠封（泄漏）。
• 成本压力：
  
  • 高端极耳胶依赖进口（如日本三井化学、东丽），国产胶耐电解液性能待提升。

• 高性能化：
  
  • 开发耐高压电解液（≥4.5V）的含氟极耳胶。
  • 自修复型胶体，微裂纹可热触发再粘接。
• 智能化集成：
  
  • 嵌入温度/形变传感器，实时监测封装健康状态。
• 绿色制造：
  
  • 生物基可降解树脂（如聚乳酸PLA）替代石油基材料。
• 工艺革新：
  
  • 激光辅助热封技术，实现局部精准粘接，减少热损伤。