CN106281118A - 一种熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:(1)根据熔点要求选择热塑性高分子基体,以公式1/T=(Wa/Ta)+(Wb/Tb)确定热塑性高分子基体的种类为一种或多种的混合物;(2)将选定的热塑性高分子材料加入反应容器中,加热搅拌使热塑性高分子材料熔化,持续搅拌直至混合均匀;(3)将导电粉末和导电粉末表面处理剂加入搅拌器中,搅拌直至混合均匀;(4)将步骤(3)处理好的导电粉末加入步骤(2)熔融好的高分子混合物中充分搅拌混合;(5)将增塑剂、流平剂加入反应器中,搅拌一段时间制得导电胶。本发明提供的制备方法,制得的导电胶可用于导体之间的连接,具有优良的导电性能和机械性能,提高电连接的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法。
背景技术
电动汽车飞速发展,尤其是到了2014年,各种技术积累和政策刺激下,出现了销量的暴增。电动汽车依赖电池包供电,电池经过功率变换器驱动电动机,电动机用于交通工具的推进或某种形式的机械驱动。电池包通常含有内部安装的其他子组件和元件,这样保证电池包的功能性能和安全,这些组件和元件包含电子传感器模块、电子控制模块、电子充电模块、电子熔断器、电子线束和热管理装置等。
现有的电子熔断器技术有两种方案,一种是每个电池芯通过保险丝连接到电池包的集流体上,另外一种是在电池组的总回路上串接熔断器。这些技术方案各有特点,但有一个共同的特点是对电流起作用,连续电流过大才发生熔断,而对于电池来讲,热失控是发生安全事故的一个普遍前提,提供一种温度超过限度就熔断的接头,是很有必要的。
发明内容
本发明目的是提供一种熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,制得的导电胶可用于导体之间的连接,提高电连接的安全性。
基于上述问题,本发明提供的技术方案是:
一种熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)根据熔点要求选择热塑性高分子基体,以公式1/T=(Wa/Ta)+(Wb/Tb)确定热塑性高分子基体的种类为一种或多种的混合物,
其中:
T为导热胶温度;
Wa为热塑性高分子基体a的质量百分比;
Ta为热塑性高分子基体a的熔点;
Wb为热塑性高分子基体b的质量百分比;
Tb为热塑性高分子基体b的熔点;
(2)将选定的热塑性高分子材料加入反应容器中,加热搅拌使热塑性高分子材料熔化,持续搅拌直至混合均匀;
(3)将导电粉末和导电粉末表面处理剂加入搅拌器中,搅拌直至混合均匀;
(4)将步骤(3)处理好的导电粉末加入步骤(2)熔融好的高分子混合物中充分搅拌混合;
(5)将增塑剂、流平剂加入反应器中,搅拌一段时间制得导电胶。
优选的,导电胶的组成按重量百分比包括:热塑性高分子基体19%~90%,导电粉末10%~80%,添加剂0%~10%。
优选的,所述热塑性高分子机体为聚氨酯、尼龙12、聚乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。
优选的,所述导电粉末为银粉、铜粉、镀银玻璃微珠中的一种或多种的混合物。
优选的,所述添加剂为导电粉末表面处理剂、流平剂和增塑剂。
优选的,所述金属粉末表面处理剂为有机磷酸酯或硅烷偶联剂。
优选的,所述流平剂为丙烯酸脂类或有机硅。
优选的,所述增塑剂为硬脂酸钠、脂肪族二元酸酯类、邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类中的一种。
优选的,步骤(2)中搅拌时间为0.5~3h。
优选的,步骤(3)中搅拌时间为10~30min。
优选的,步骤(4)中搅拌时间为0.5~1h。
优选的,步骤(5)中搅拌时间为5~10min。
与现有技术相比,本发明的优点是:
1、本发明的技术方案,制得的导电胶可用于导体之间的连接,当温度超过导电胶的熔点时,电连接即断开避免安全隐患;
2、本发明的技术方案,制得的导电胶应用范围广,可用于电池极片与极耳之间的连接、电池之间的连接、电池模组之间的连接等,提高电池的安全性能;
3、本发明的技术方案,导电胶的熔点可根据需要进行设计,扩展了应用范围。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
制备用于锂电池单体电连接的导电胶
(1)由于锂离子电池的隔膜熔点在140℃到170℃之间,为了防止隔膜融化电池内部完全短路,需要在130℃以下熔断电连接。因此设计熔点120℃的导电胶。
低密度聚乙烯的熔点为112℃,高密度聚乙烯的熔点为134℃,按公式1/T=(Wa/Ta)+(Wb/Tb),需要120℃熔点的高分子基体,因此选定60%重量的低密度聚乙烯和40%重量的高密度聚乙烯混合。
确定导电胶配方按重量比例为:
高分子基体40%,其中低密度聚乙烯24%,高密度聚乙烯16%;
导电粉末银粉50%;
导电粉末表面处理剂3%,流平剂2%,增塑剂5%。
(2)将低密度聚乙烯24公斤、高密度聚乙烯16公斤投入反应容器中,加热搅拌,使物料完全融化,保温搅拌1小时直至混合均匀。
(3)在搅拌器中加入银粉50公斤,开动搅拌,加入导电粉末表面处理剂有机磷酸酯3公斤,搅拌15分钟。
(4)将搅拌好的银粉加入反应容器中,搅拌0.5h。
(5)将增塑剂硬脂酸钠2公斤、流平剂丙烯酸脂类5公斤加入反应器中,搅拌10min制得导电胶。
以上制得的导电胶融化点低于120℃,体积电阻率0.0042Ωcm,粘合强度4Mp,热导率2W/(K.m),老化性能等同于一般塑料,机械性能比焊接更耐振动,可满足电池极片间连接使用。
实施例2
(1)用于电池单体与汇流母排粘结的导电胶。由于电池外短路会产生非常高的温度,外界起火需要断开电池单体与汇流母排连接时,温度一般也会超过200℃,而电池单体与汇流母排的连接对于抗振动的要求比较高,因此选用熔点170℃~180℃的尼龙12作为高分子基体。
确定导电胶配方按重量比例为:
高分子基体19%;
导电粉末银粉77%;
流平剂2%,增塑剂1%,银粉表面处理剂1%。
(2)将尼龙12称取190克至四口烧瓶,升温至180℃搅拌直至尼龙完全融化。
(3)在搅拌器中加入银粉770克,银粉表面处理剂乙烯基过氧叔丁基硅烷(VTPS)10克。
(4)将处理后的银粉加入反应容器中,搅拌0.5h。
(5)将增塑剂甘油单硬脂酸脂10克和流平剂丙烯酸脂类20克加入反应器中,搅拌10min制得导电胶。
以上制得导电胶融化点低于200℃,体积导电率0.00039Ωcm,粘合强度13Mp,热导率3W/(K.m),老化性能等同于尼龙,由于是弹性粘结剂,机械性能比焊接更耐振动,可满足电池与汇流母排间连接使用。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)根据熔点要求选择热塑性高分子基体,以公式1/T=(Wa/Ta)+(Wb/Tb)确定热塑性高分子基体的种类为一种或多种的混合物,
其中:
T为导热胶温度;
Wa为热塑性高分子基体a的质量百分比;
Ta为热塑性高分子基体a的熔点;
Wb为热塑性高分子基体b的质量百分比;
Tb为热塑性高分子基体b的熔点;
(2)将选定的热塑性高分子材料加入反应容器中,加热搅拌使热塑性高分子材料熔化,持续搅拌直至混合均匀;
(3)将导电粉末和导电粉末表面处理剂加入搅拌器中,搅拌一段时间直至混合均匀;
(4)将步骤(3)处理好的导电粉末加入步骤(2)熔融好的高分子混合物中充分搅拌混合;
(5)将增塑剂、流平剂加入反应器中,搅拌一段时间制得导电胶。
2.根据权利要求1所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于导电胶的组成按重量百分比包括:
热塑性高分子基体19%~90%,
导电粉末10%~80%,
添加剂0%~10%。
3.根据权利要求1或2所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述热塑性高分子机体为聚氨酯、尼龙12、聚乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述导电粉末为银粉、铜粉、镀银玻璃微珠中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求2所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述添加剂为导电粉末表面处理剂、流平剂和增塑剂。
6.根据权利要求5所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述金属粉末表面处理剂为有机磷酸酯或硅烷偶联剂。
7.根据权利要求5所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述流平剂为丙烯酸脂类或有机硅。
8.根据权利要求5所述的熔融温度可设计的导电胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述增塑剂为硬脂酸钠、脂肪族二元酸酯类、邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类中的一种。
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