热缩套膜以及含有该热缩套膜的二次电池的制作方法

本申请涉及电池，尤其涉及一种热缩套膜以及含有该热缩套膜的二次电池。

背景技术：

1、在圆柱电芯的生产过程中，通常将套膜包覆在电芯的钢壳外，通过加热使其产生横向收缩用以包裹钢壳壁部，同时其产生纵向收缩用以包覆钢壳端部。但是，套膜在收缩过程中会产生残余应力，如果无法在后续加工或循环过程中释放该残余应力，容易导致电芯循环到后期发生套膜后收缩，即在纵向上继续收缩导致端部裸钢壳暴露在外部，有短路风险，影响电芯的安全可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种热缩套膜以及含有该热缩套膜的二次电池，该热缩套膜在电池加工或循环过程中可以释放其内部的残余应力，能够改善电芯循环到后期的后收缩情况，且能够兼顾提升电芯的高低温性能。

2、第一方面，本申请提供了一种热缩套膜，热缩套膜包括骨架材料和功能性聚合物，功能性聚合物的玻璃化转变温度为-80℃至50℃，热缩套膜的玻璃化转变温度为10℃～65℃。本申请通过调控热缩套膜中含有功能性聚合物和骨架材料(用以维持强度和刚性)，同时调控热缩套膜的玻璃化转变温度(tg)在上述范围，并使得功能性聚合物的玻璃化转变温度也在上述范围，此时，功能性聚合物在较低的温度(功能性聚合物的玻璃化转变温度附近)下其分子链段能够发生运动，利用这一特性使热缩套膜内部的残余应力通过自身分子链段的运动而得到释放，提升了热缩套膜在电池整个使用周期的尺寸稳定性，进而改善电芯循环(尤其是常温循环)到后期(例如循环400圈)的后收缩情况，且兼顾提升电芯的高低温性能。优选地，功能性聚合物的玻璃化转变温度为-40℃至40℃，热缩套膜的玻璃化转变温度为30℃至50℃。基于热缩套膜的质量，功能性聚合物的质量百分含量为10wt％～50wt％，骨架材料的质量百分含量为40wt％～88wt％。热缩套膜的厚度为40μm至120μm，功能性聚合物的质量百分含量为15wt％～50wt％，所述骨架材料的质量百分含量为40wt％～75wt％。在一些实施方式中，功能性聚合物包括丙烯酸酯橡胶、聚烯烃弹性体或热塑性聚酯弹性体中的至少一种，尤其是，丙烯酸酯橡胶包括侧链接枝甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯橡胶，聚烯烃弹性体包括接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯或马来酸酐的乙烯-辛烯共聚物，热塑性聚酯弹性体包括芳香族聚酯链段与非结晶型的聚醚或聚酯链段构成的嵌段共聚物。

3、本申请进一步调控功能性聚合物的种类合适，热缩套膜在电芯加工或循环过程中释放内部残余应力的效果更好(柔韧性更好)且更利于与适量的骨架材料配合，尺寸更稳定，利于改善套膜在循环后期的后收缩的情况且其高低温也更优。优选地，功能性聚合物包括乙烯-辛烯共聚物和/或芳香族聚酯链段与非结晶型的聚醚或聚酯链段构成的嵌段共聚物。更优选地，功能性聚合物包括对苯二甲酸二甲酯衍生物和聚四氢呋喃醚二醇衍生物结合生成的聚酯醚型热塑性聚酯弹性体。更优选地，骨架材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸丙二醇酯中的至少一种，骨架材料的结晶度为5％～55％。

4、在一些实施方式中，功能性聚合物的分子量为1万g/mol～20万g/mol，功能性聚合物的断裂伸长率为500％至1200％，功能性聚合物的拉伸强度为20mpa～80mpa。调控功能性聚合物的分子量、断裂伸长率以及拉伸强度在上述范围，更利于热缩套膜在电芯加工或循环过程中释放内部的残余应力，且热缩套膜的尺寸稳定性更好，更利于改善电芯的后收缩情况以及高低温性能。

5、在一些实施方式中，热缩套膜的横向收缩率为40％至50％，热缩套膜的纵向收缩率为2％～8％，热缩套膜的剩余收缩率为2.5％～5.5％。调控热缩套摸的横向收缩率、纵向收缩率以及剩余收缩率在上述范围，其在电芯池整个使用过程中的尺寸稳定性更优，更利于兼顾改善其在常温长循环时的后收缩以及高低温性能。

6、在一些实施方式中，热缩套膜还包括着色材料，着色材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯和/或色粉，基于热缩套膜的质量，着色材料的质量百分含量为2wt％～10wt％。

7、在一些实施方式中，热缩套膜是通过将骨架材料、功能性聚合物和着色材料在260℃～290℃下混炼、烘干，180℃～250℃下挤出，95℃～105℃下扩张以及拉伸后得到。

8、第二方面，本申请提供了一种二次电池，二次电池包括圆柱形壳体和套设在圆柱形壳体壁部外侧的热缩套膜，热缩套膜包括形成包覆于圆柱形壳体壁部的第一部分，以及包覆于圆柱形壳体端部的第二部分，第一部分和第二部分一体成型，热缩套膜为上述第一方面任一项的热缩套膜。

9、在一些实施方式中，圆柱形壳体的外径为16mm～70mm。

10、本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本申请提供了一种热缩套膜，该热缩套膜包括骨架材料和功能性聚合物，本申请通过调控热缩套膜和功能性聚合物的玻璃化转变温度合适时，功能性聚合物能够与骨架材料协同配合，实现热缩套膜内部的残余应力通过其内部的自身分子链段的运动而得到释放，进而改善电芯循环到后期的后收缩情况以及其高低温性能。

1.一种用于二次电池的热缩套膜，其特征在于，所述热缩套膜包括骨架材料和功能性聚合物，所述功能性聚合物的玻璃化转变温度为-80℃～50℃；

2.根据权利要求1所述的热缩套膜，其特征在于，所述热缩套膜的玻璃化转变温度为30℃-50℃。

3.根据权利要求1或2所述的热缩套膜，其特征在于，所述功能性聚合物包括丙烯酸酯橡胶、聚烯烃弹性体或热塑性聚酯弹性体中的至少一种；

4.根据权利要求3所述的热缩套膜，其特征在于，所述热塑性聚酯弹性体包括对苯二甲酸二甲酯衍生物和聚四氢呋喃醚二醇衍生物结合生成的聚酯醚型热塑性聚酯弹性体。

5.根据权利要求1所述的热缩套膜，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：

6.根据权利要求1或2所述的热缩套膜，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：

7.根据权利要求1或2所述的热缩套膜，其特征在于，所述骨架材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸丙二醇酯中的至少一种，所述骨架材料的结晶度为5％～55％。

8.根据权利要求3所述的热缩套膜，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：

9.根据权利要求1所述的热缩套膜，其特征在于，所述热缩套膜还包括着色材料；

10.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括圆柱形壳体和套设在所述圆柱形壳体壁部外侧的热缩套膜，所述热缩套膜包括包覆于所述圆柱形壳体壁部的第一部分，以及包覆于所述圆柱形壳体端部的第二部分，所述第一部分和所述第二部分一体成型；