CN105885753A - 一种锂金属电池用绝缘胶水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂金属电池用绝缘胶水及其制备方法，锂金属电池用绝缘胶水的原料包括：环氧树脂、有机硅树脂、丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛树脂、环氧活性稀释剂、酸酐、无机填料、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂、增塑剂、溶剂、偶联剂、含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、丙烯酸、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠；增塑剂的原料包括邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯、聚醚。本发明电气绝缘性能、导热性好、耐热性高、成本低，可以轻易地进行喷、刷或浸渍，具有防潮、防酸，耐摩擦、耐腐蚀等特性，对涂抹部位具有良好的密封、绝缘性能，适用于锂电池金属外露部位的绝缘防范，对锂离子电池本身的性能完全没有影响，安全可靠。

Description

一种锂金属电池用绝缘胶水及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池用料技术领域，具体是一种锂金属电池用绝缘胶水及其制备方法。
背景技术
锂离子电池在极片装配后，负极片敷料区必须在长度和宽度方向都超出正极片的敷料区，以保证电池的容量发挥和安全性能，因此，在极片的宽度方向，正极片的宽度必然小于负极片的宽度，极片焊接金属极耳之后，正极耳会有部分金属超出正极极片宽度，但是在负极极片的覆盖范围之内，在卷绕装配过程中必然出现超出正极极片的部分正极耳金属与负极片边缘接触。为避免正负极片头部极耳焊接位置在装配后接触，引发电池短路发热、燃烧等严重安全问题，行业普遍使用一种绿胶将该部位进行包覆，但是该种绿胶价格昂贵，工序复杂，效率低下，在绿胶包覆的操作过程中并不能完全将外露的金属部位完全覆盖，该操作仍然存在较大的失效导致的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、耐热性高的锂金属电池用绝缘胶水及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂10-20份、有机硅树脂8-12份、丁腈橡胶2-4份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.3-0.5份、环氧活性稀释剂4-6份、酸酐2-4份、无机填料20-40份、抗氧化剂0.1-0.3份、固化剂0.02-0.06份、双官能团活性稀释剂1-2份、增塑剂0.26-0.58份、溶剂4-6份、偶联剂5-7份、含磷阻燃剂10-20份、含氮阻燃剂5-10份、丙烯酸4-8份、聚乙烯醇3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-4份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.01-0.05份、磷酸三丁酯0.1-0.2份、三氯乙基磷酸酯0.02-0.06份、聚酯0.1-0.2份、聚醚0.03-0.07份。
作为本发明进一步的方案：所述锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂12-18份、有机硅树脂9-11份、丁腈橡胶2.5-3.5份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.35-0.45份、环氧活性稀释剂4.5-5.5份、酸酐2.5-3.5份、无机填料25-35份、抗氧化剂0.15-0.25份、固化剂0.03-0.05份、双官能团活性稀释剂1.2-1.8份、增塑剂0.33-0.51份、溶剂4.5-5.5份、偶联剂5.5-6.5份、含磷阻燃剂12-18份、含氮阻燃剂6-9份、丙烯酸5-7份、聚乙烯醇3.5-4.5份、十二烷基苯磺酸钠2.5-3.5份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.02-0.04份、磷酸三丁酯0.12-0.18份、三氯乙基磷酸酯0.03-0.05份、聚酯0.12-0.18份、聚醚0.04-0.06份。
作为本发明进一步的方案：所述锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂15份、有机硅树脂10份、丁腈橡胶3份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.4份、环氧活性稀释剂5份、酸酐3份、无机填料30份、抗氧化剂0.2份、固化剂0.04份、双官能团活性稀释剂1.5份、增塑剂0.42份、溶剂5份、偶联剂6份、含磷阻燃剂15份、含氮阻燃剂8份、丙烯酸6份、聚乙烯醇4份、十二烷基苯磺酸钠3份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.03份、磷酸三丁酯0.15份、三氯乙基磷酸酯0.04份、聚酯0.15份、聚醚0.05份。
作为本发明进一步的方案：所述固化剂为邻苯二甲酸酐、四氢苯配、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、偏苯三甲酸酐、三烷基代四氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐中的一种或两种以上。
作为本发明进一步的方案：所述含氮阻燃剂为三聚氰胺。
作为本发明进一步的方案：所述无机填料为三氧化铝、氧化铍、氮化硼、氧化硅、氧化镁、氧化铝、二氧化钛和氮化硅中的一种或两种以上。
作为本发明进一步的方案：所述偶联剂为聚乙烯醇-400、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述溶剂为丁酮、丙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚酯酸酯、乙酸乙酯中的一种或两种以上。
所述锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌10-20min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至50-70℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的60-80％的混合溶液A，搅拌5-10min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌20-40min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于25-35℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌15-25min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌2-4h得到绝缘胶水成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明电气绝缘性能、导热性好、耐热性高，制备方法简单、成本低，可以轻易地进行喷、刷或浸渍，具有防潮、防酸，耐摩擦、耐腐蚀等特性，对涂抹部位具有良好的密封、绝缘性能，适用于锂电池金属外露部位的绝缘防范，对锂离子电池本身的性能完全没有影响，安全可靠。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂10份、有机硅树脂8份、丁腈橡胶2份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.3份、环氧活性稀释剂4份、酸酐2份、无机填料20份、抗氧化剂0.1份、固化剂0.02份、双官能团活性稀释剂1份、增塑剂0.26份、溶剂4份、偶联剂5份、含磷阻燃剂10份、含氮阻燃剂5份、丙烯酸4份、聚乙烯醇3份、十二烷基苯磺酸钠2份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.01份、磷酸三丁酯0.1份、三氯乙基磷酸酯0.02份、聚酯0.1份、聚醚0.03份。
所述锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌10min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至50℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的60％的混合溶液A，搅拌5min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌20min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于25℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌15min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌2h得到绝缘胶水成品。
实施例2
一种锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂12份、有机硅树脂9份、丁腈橡胶2.5份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.35份、环氧活性稀释剂4.5份、酸酐2.5份、无机填料25份、抗氧化剂0.15份、固化剂0.03份、双官能团活性稀释剂1.2份、增塑剂0.33份、溶剂4.5份、偶联剂5.5份、含磷阻燃剂12份、含氮阻燃剂6份、丙烯酸5份、聚乙烯醇3.5份、十二烷基苯磺酸钠2.5份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.02份、磷酸三丁酯0.12份、三氯乙基磷酸酯0.03份、聚酯0.12份、聚醚0.04份。
所述锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌12min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至55℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的65％的混合溶液A，搅拌6min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌25min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于28℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌18min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌2.5h得到绝缘胶水成品。
实施例3
一种锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂15份、有机硅树脂10份、丁腈橡胶3份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.4份、环氧活性稀释剂5份、酸酐3份、无机填料30份、抗氧化剂0.2份、固化剂0.04份、双官能团活性稀释剂1.5份、增塑剂0.42份、溶剂5份、偶联剂6份、含磷阻燃剂15份、含氮阻燃剂8份、丙烯酸6份、聚乙烯醇4份、十二烷基苯磺酸钠3份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.03份、磷酸三丁酯0.15份、三氯乙基磷酸酯0.04份、聚酯0.15份、聚醚0.05份。
所述锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌15min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至60℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的70％的混合溶液A，搅拌8min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌30min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于30℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌20min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌3h得到绝缘胶水成品。
实施例4
一种锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂18份、有机硅树脂11份、丁腈橡胶3.5份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.45份、环氧活性稀释剂5.5份、酸酐3.5份、无机填料35份、抗氧化剂0.25份、固化剂0.05份、双官能团活性稀释剂1.8份、增塑剂0.51份、溶剂5.5份、偶联剂6.5份、含磷阻燃剂18份、含氮阻燃剂9份、丙烯酸7份、聚乙烯醇4.5份、十二烷基苯磺酸钠3.5份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.04份、磷酸三丁酯0.18份、三氯乙基磷酸酯0.05份、聚酯0.18份、聚醚0.06份。
所述锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌18min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至65℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的75％的混合溶液A，搅拌9min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌35min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于32℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌22min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌3.5h得到绝缘胶水成品。
实施例5
一种锂金属电池用绝缘胶水，按照重量份的原料包括：环氧树脂20份、有机硅树脂12份、丁腈橡胶4份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.5份、环氧活性稀释剂6份、酸酐4份、无机填料40份、抗氧化剂0.3份、固化剂0.06份、双官能团活性稀释剂2份、增塑剂0.58份、溶剂6份、偶联剂7份、含磷阻燃剂20份、含氮阻燃剂10份、丙烯酸8份、聚乙烯醇5份、十二烷基苯磺酸钠4份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.05份、磷酸三丁酯0.2份、三氯乙基磷酸酯0.06份、聚酯0.2份、聚醚0.07份。
所述锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌20min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至70℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的80％的混合溶液A，搅拌10min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌40min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于35℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌25min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌4h得到绝缘胶水成品。
所述固化剂为邻苯二甲酸酐、四氢苯配、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、偏苯三甲酸酐、三烷基代四氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐中的一种或两种以上；所述含氮阻燃剂为三聚氰胺；所述无机填料为三氧化铝、氧化铍、氮化硼、氧化硅、氧化镁、氧化铝、二氧化钛和氮化硅中的一种或两种以上；所述偶联剂为聚乙烯醇-400、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷的一种；所述溶剂为丁酮、丙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚酯酸酯、乙酸乙酯中的一种或两种以上。
本发明电气绝缘性能、导热性好、耐热性高，制备方法简单、成本低，可以轻易地进行喷、刷或浸渍，具有防潮、防酸，耐摩擦、耐腐蚀等特性，对涂抹部位具有良好的密封、绝缘性能，适用于锂电池金属外露部位的绝缘防范，对锂离子电池本身的性能完全没有影响，安全可靠。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，按照重量份的原料包括：环氧树脂10-20份、有机硅树脂8-12份、丁腈橡胶2-4份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.3-0.5份、环氧活性稀释剂4-6份、酸酐2-4份、无机填料20-40份、抗氧化剂0.1-0.3份、固化剂0.02-0.06份、双官能团活性稀释剂1-2份、增塑剂0.26-0.58份、溶剂4-6份、偶联剂5-7份、含磷阻燃剂10-20份、含氮阻燃剂5-10份、丙烯酸4-8份、聚乙烯醇3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-4份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.01-0.05份、磷酸三丁酯0.1-0.2份、三氯乙基磷酸酯0.02-0.06份、聚酯0.1-0.2份、聚醚0.03-0.07份。
2.根据权利要求1所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，按照重量份的原料包括：环氧树脂12-18份、有机硅树脂9-11份、丁腈橡胶2.5-3.5份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.35-0.45份、环氧活性稀释剂4.5-5.5份、酸酐2.5-3.5份、无机填料25-35份、抗氧化剂0.15-0.25份、固化剂0.03-0.05份、双官能团活性稀释剂1.2-1.8份、增塑剂0.33-0.51份、溶剂4.5-5.5份、偶联剂5.5-6.5份、含磷阻燃剂12-18份、含氮阻燃剂6-9份、丙烯酸5-7份、聚乙烯醇3.5-4.5份、十二烷基苯磺酸钠2.5-3.5份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.02-0.04份、磷酸三丁酯0.12-0.18份、三氯乙基磷酸酯0.03-0.05份、聚酯0.12-0.18份、聚醚0.04-0.06份。
3.根据权利要求1所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，按照重量份的原料包括：环氧树脂15份、有机硅树脂10份、丁腈橡胶3份、聚乙烯醇缩丁醛树脂0.4份、环氧活性稀释剂5份、酸酐3份、无机填料30份、抗氧化剂0.2份、固化剂0.04份、双官能团活性稀释剂1.5份、增塑剂0.42份、溶剂5份、偶联剂6份、含磷阻燃剂15份、含氮阻燃剂8份、丙烯酸6份、聚乙烯醇4份、十二烷基苯磺酸钠3份；所述增塑剂按照重量份的原料包括：邻苯二甲酸二丁酯0.03份、磷酸三丁酯0.15份、三氯乙基磷酸酯0.04份、聚酯0.15份、聚醚0.05份。
4.根据权利要求1-3任一所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，所述固化剂为邻苯二甲酸酐、四氢苯配、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、偏苯三甲酸酐、三烷基代四氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1-3任一所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，所述含氮阻燃剂为三聚氰胺。
6.根据权利要求1-3任一所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，所述无机填料为三氧化铝、氧化铍、氮化硼、氧化硅、氧化镁、氧化铝、二氧化钛和氮化硅中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1-3任一所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，所述偶联剂为聚乙烯醇-400、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷的一种。
8.根据权利要求1-3任一所述的锂金属电池用绝缘胶水，其特征在于，述溶剂为丁酮、丙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚酯酸酯、乙酸乙酯中的一种或两种以上。
9.一种如权利要求1-3任一所述的锂金属电池用绝缘胶水的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)按照重量份称取各原料；
(2)将无机填料分散于溶剂中，加入偶联剂进行活化处理，搅拌10-20min得到混合溶液A；
(3)将环氧树脂有机硅树脂、丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛树脂放入反应釜中，加热至50-70℃，搅拌反应至均相后，加入环氧活性稀释剂、抗氧化剂、固化剂、双官能团活性稀释剂和混合溶液A总重量的60-80％的混合溶液A，搅拌5-10min得到混合溶液B；
(4)将邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯、三氯乙基磷酸酯、聚酯和聚醚混合搅拌20-40min得到增塑剂备用；
(5)将酸酐和剩余的混合溶液A混合，于25-35℃下搅拌均匀，再加入丙烯酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠，搅拌15-25min后再依次加入增塑剂、含磷阻燃剂和含氮阻燃剂，得到混合溶液C；
(6)将混合溶液C加入至混合溶液B中，搅拌2-4h得到绝缘胶水成品。
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