CN106147177A - 新能源锂电池特种封装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源锂电池特种封装材料，其包括如下重量份的物料：不饱和聚酯树脂50‑60份；膨润土1‑2份；阻燃剂5‑10份；重钙粉20‑30份；滑石粉20‑30份、助剂3‑5份等；使用本特种封装材料的动力锂电池具有防水、防潮、防火、防爆、阻燃等功能，同时本特种封装材料还具有导热功能，能够使锂电池工作时放出的热量散发出去，显著提高电池的使用寿命和充电的安全性。

Description

新能源锂电池特种封装材料
技术领域
本发明涉及电池封装材料，具体涉及一种新能源锂电池特种封装材料。
背景技术
现有的电池填充料是用胶体材料组成，其缺点是没有散热功能，不能阻燃、不能防爆，在电池过度充电的情况下，电池易爆炸起火导致火灾事故发生。同时也易使锂电池不防潮、不防水。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新能源锂电池特种封装材料，其可以防止电池过度充电时充爆的危险，同时使用该特种封装材料的电池组还具有防水、防潮、防火、防爆、阻燃等功能，同时该特种封装材料还具有导热功能，能够使锂电池工作时放出的热量散发出去，显著提高电池的使用寿命和充电的安全性。
所采用的技术方案为：
一种新能源锂电池特种封装材料，其包括如下重量份的物料：
不饱和聚酯树脂 50-60份；
膨润土 1-2份；
阻燃剂 5-10份；
重钙粉 20-30份；
滑石粉 20-30份；
助剂 3-5份；
溶剂 5-10份。
优选地，所述不饱和聚酯树脂由如下重量份的物料制成:
乙二醇 10-20份；
丙二醇 8-15份；
苯酐 30-50份；
顺酐 10-20份；
二甲苯 1-10份；
苯乙烯 20-40份。
优选地，所述不饱和聚酯树脂通过如下方法制备：
将乙二醇、丙二醇、苯酐、顺酐(MA)、二甲苯等物料投入反应釜，升温到160±2℃，待物料溶化后，开动搅拌器，然后慢慢升温到200±2℃，保温到釜内物料酸值≤14mgKOH/g时，反应到达终点，开始降温，到130±2℃，再加入苯乙烯对稀，再降温到80±2℃，过滤即得。
优选地，所述阻燃剂为有机阻燃剂或无机阻燃剂，有机阻燃剂包括基于磷或三聚氰胺的阻燃剂，无机阻燃剂包括基于无机化合物的阻燃剂。
基于磷的阻燃剂一般通过利用热分解产生聚偏磷酸并由聚偏磷酸形成保护层，或者通过利用碳膜(在聚偏磷酸产生期间通过脱水形成)中断氧来提供阻燃性。
基于磷的阻燃剂的非限制实例包括磷酸三辛酯、磷酸二甲基甲酯、三甲基丙烷甲基膦低聚物、磷酸季戊四醇酯、环新戊基硫代磷酸酐、磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯酯、磷酸叔丁基二苯基酯、二磷酸四苯基m-p-亚苯酯、磷酸三(2，4-二溴苯基)酯、膦酸N，N’-双(2-羟乙基)氨甲基酯、氧化膦、氧化膦二醇、亚磷酸酯(盐)、膦酸酯(盐)、磷酸三芳基酯、磷酸烷基二芳基酯、磷酸三烷基酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)等。
三聚氰胺可通过与有机酸形成稳定的盐而用作阻燃剂。这类基于三聚氰胺的阻燃剂导致低的发烟程度，并且能够生物降解。基于三聚氰胺的化合物的非限制实例包括氰尿酸三聚氰胺。
基于无机化合物的阻燃剂可以通过如下方式提供阻燃性：被热分解释放不可燃气体例如水、二氧化碳、二氧化硫、氯化氢等并导致吸热反应，使得可燃气体被稀释，氧路径被防止和冷却，并且热分解产物的形成通过吸热反应被减少。
基于无机化合物的阻燃剂非限制实例包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、氢氧化锡、氧化锡、氧化钼、锆化合物、酒石酸锌、基于胍的化合物、硼酸盐等。
优选地，所述溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂包括二甲苯或苯乙烯。
优选地，所述助剂包括抗氧剂和/或偶联剂，所述抗氧剂为受阻酚类，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。抗氧剂选自对苯二酚、特丁基对苯二酚、抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂BHT；偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH570。
新能源锂电池特种封装材料制备时，如果阻燃剂是有机阻燃剂，则首先将不饱和聚酯树脂、有机阻燃剂、助剂逐一加入至溶剂中搅拌均匀，然后将膨润土、重钙粉和滑石粉再逐一加入，搅拌均匀即可。如果阻燃剂是无机阻燃剂，则首先将不饱和聚酯树脂、助剂逐一加入至溶剂中搅拌均匀，然后将无机阻燃剂、膨润土、重钙粉和滑石粉再逐一加入，搅拌均匀即可。
本发明的新能源锂电池特种封装材料的使用方法，包括如下步骤：
S1.将锂电池组放入壳体内；
S2.将特种封装材料加入固化剂搅匀后装入壳体，将电池组完全封闭，让其自然干燥；
S3.干燥后，测试电池性能，完好后进行封装。
优选地，所述固化剂为过氧化甲乙酮(MEKP)、过氧化环己酮、异辛酸钴、环烷酸钴或有机胺。固化剂在室温固化不饱和聚酯树脂，固化反应为放热反应，热量能进一步促使树脂与固化剂反应。常用的有机胺固化剂种类有：乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DTA)、三乙烯四胺(TTA)、N，N-二甲基氨基丙胺和N，N-二乙氨基丙胺。
本发明的有益效果是：
本发明的新能源锂电池特种封装材料采用不饱和聚酯树脂通过加入固化剂，让其常温反应，干燥后，填充料形成特硬的坚固保护层，成为可以防止电池过度充电时充爆的危险，同时使用本发明的特种封装材料的电池组还具有防水、防潮、防火、防爆、阻燃等功能，同时该特种材料还有导热功能，能够使锂电池工作时放出的热量散发出去，从而显著提高电池的使用寿命和充电的安全性。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
一种新能源锂电池特种封装材料，其包括如下重量份的物料：
不饱和聚酯树脂 50份；
膨润土 1份；
阻燃剂 5份；
重钙粉 20份；
滑石粉 20份；
助剂 3份；
溶剂 5份。
所述不饱和聚酯树脂由如下重量份的物料制成:
乙二醇 10份；
丙二醇 8份；
苯酐 30份；
顺酐 10份；
二甲苯 1份；
苯乙烯 10份。
所述不饱和聚酯树脂通过如下方法制备：
将乙二醇、丙二醇、苯酐、顺酐(MA)、二甲苯物料投入反应釜，升温到160±2℃，待物料溶化后，开动搅拌器，然后慢慢升温到200±2℃，保温到釜内物料酸值≤14mgKOH/g时，反应到达终点，开始降温，到130±2℃，再加入苯乙烯对稀，再降温到80±2℃，过滤即得，然后进一步包装成品。
所述阻燃剂为磷酸二甲基甲酯，所述溶剂为苯乙烯，所述助剂为抗氧剂对苯二酚。
制备时，首先将不饱和聚酯树脂、有机阻燃剂磷酸二甲基甲酯、助剂逐一加入至溶剂中搅拌均匀，然后将膨润土、重钙粉和滑石粉再逐一加入，搅拌均匀即可。
本发明的新能源锂电池特种封装材料的使用方法，包括如下步骤：
S1.将锂电池组放入壳体内；
S2.将特种封装材料加入固化剂过氧化甲乙酮搅匀后装入壳体，将电池组完全封闭，让其自然干燥；
S3.干燥后，测试电池性能，完好后进行封装，封装完毕即为成品。
实施例2
一种新能源锂电池特种封装材料，其包括如下重量份的物料：
不饱和聚酯树脂 55份；
膨润土 1.5份；
阻燃剂 8份；
重钙粉 25份；
滑石粉 25份；
助剂 4份；
溶剂 8份。
所述不饱和聚酯树脂由如下重量份的物料制成:
乙二醇 15份；
丙二醇 12份；
苯酐 40份；
顺酐 15份；
二甲苯 5份；
苯乙烯 30份。
所述不饱和聚酯树脂通过如下方法制备：
将乙二醇、丙二醇、苯酐、顺酐(MA)、二甲苯物料投入反应釜，升温到160±2℃，待物料溶化后，开动搅拌器，然后慢慢升温到200±2℃，保温到釜内物料酸值≤14mgKOH/g时，反应到达终点，开始降温，到130±2℃，再加入苯乙烯对稀，再降温到80±2℃，过滤即得，然后进一步包装成品。
所述阻燃剂为氧化锑，所述溶剂为二甲苯，所述助剂为硅烷偶联剂KH550。
制备时，首先将不饱和聚酯树脂、助剂逐一加入至溶剂中搅拌均匀，然后将无机阻燃剂氧化锑、膨润土、重钙粉和滑石粉再逐一加入，搅拌均匀即可。
本发明的新能源锂电池特种封装材料的使用方法，包括如下步骤：
S1.将锂电池组放入壳体内；
S2.将特种封装材料加入固化剂过氧化环己酮搅匀后装入壳体，将电池组完全封闭，让其自然干燥；
S3.干燥后，测试电池性能，完好后进行封装，封装完毕即为成品。
实施例3
一种新能源锂电池特种封装材料，其包括如下重量份的物料：
不饱和聚酯树脂 60份；
膨润土 2份；
阻燃剂 10份；
重钙粉 30份；
滑石粉 30份；
助剂 5份；
溶剂 10份。
所述不饱和聚酯树脂由如下重量份的物料制成:
乙二醇 20份；
丙二醇 15份；
苯酐 50份；
顺酐 20份；
二甲苯 10份；
苯乙烯 40份。
所述不饱和聚酯树脂通过如下方法制备：
将乙二醇、丙二醇、苯酐、顺酐(MA)、二甲苯物料投入反应釜，升温到160±2℃，待物料溶化后，开动搅拌器，然后慢慢升温到200±2℃，保温到釜内物料酸值≤14mgKOH/g时，反应到达终点，开始降温，到130±2℃，再加入苯乙烯对稀，再降温到80±2℃，过滤即得，然后进一步包装成品。
所述阻燃剂为氢氧化镁，所述溶剂为二甲苯，所述助剂为抗氧剂为叔丁基对苯二酚。
制备时，首先将不饱和聚酯树脂、助剂逐一加入至溶剂中搅拌均匀，然后将无机阻燃剂氢氧化镁、膨润土、重钙粉和滑石粉再逐一加入，搅拌均匀即可。
本发明的新能源锂电池特种封装材料的使用方法，包括如下步骤：
S1.将锂电池组放入壳体内；
S2.将特种封装材料加入固化剂异辛酸钴搅匀后装入壳体，将电池组完全封闭，让其自然干燥；
S3.干燥后，测试电池性能，完好后进行封装，封装完毕即为成品。
将实施例1-3制得的锂电池组进行性能测试，测试结果参见下表1：
表1
本发明特种封装材料封装的锂电池组明显优于普通的现有的用支架封装的锂电池组，提升电池组综合的使用性能，不受外界环境应用影响。通过性能测试可以得知本发明特种封装材料可以防止电池过度充电时充爆的危险，同时使用本发明的特种封装材料的电池组还具有防水、防潮、防火、防爆、阻燃等功能，同时该特种材料还有导热功能，能够使锂电池工作时放出的热量散发出去，从而显著提高电池的使用寿命和充电的安全性。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新能源锂电池特种封装材料，其特征在于，其包括如下重量份的物料：
不饱和聚酯树脂 50-60份；
膨润土 1-2份；
阻燃剂 5-10份；
重钙粉 20-30份；
滑石粉 20-30份；
助剂 3-5份；
溶剂 5-10份。
2.根据权利要求1所述的新能源锂电池特种封装材料，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂由如下重量份的物料制成:
乙二醇 10-20份；
丙二醇 8-15份；
苯酐 30-50份；
顺酐 10-20份；
二甲苯 1-10份；
苯乙烯 20-40份。
3.根据权利要求2所述的新能源锂电池特种封装材料，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂通过如下方法制备：
将乙二醇、丙二醇、苯酐、顺酐、二甲苯物料投入反应釜，升温到160±2℃，待物料溶化后，开动搅拌器，然后慢慢升温到200±2℃，保温到釜内物料酸值≤14mgKOH/g时，反应到达终点，开始降温，到130±2℃，再加入苯乙烯对稀，再降温到80±2℃，过滤即得。
4.根据权利要求1-3任一所述的新能源锂电池特种封装材料，其特征在于，所述阻燃剂为有机阻燃剂或无机阻燃剂，有机阻燃剂包括基于磷或三聚氰胺的阻燃剂，无机阻燃剂包括基于无机化合物的阻燃剂。
5.根据权利要求1-3任一所述的新能源锂电池特种封装材料，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂包括二甲苯或苯乙烯。
6.根据权利要求1-3任一所述的新能源锂电池特种封装材料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂和/或偶联剂，所述抗氧剂为受阻酚类，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
7.一种权利要求1-6任一所述的新能源锂电池特种封装材料的使用方法，包括如下步骤：
S1.将锂电池组放入壳体内；
S2.将特种封装材料加入固化剂搅匀后装入壳体，将电池组完全封闭，让其自然干燥；
S3.干燥后，测试电池性能，完好后进行封装。
8.根据权利要求7所述的新能源锂电池特种封装材料的使用方法，其特征在于，所述固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、异辛酸钴、环烷酸钴或有机胺。
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