CN110001161A - 一种用于新能源电池的硅胶封装件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及封装材料技术领域，具体涉及一种用于新能源电池的硅胶封装件及其制备方法。该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：复合硅橡胶100份、增强剂25‑35份、端羟基聚二甲基硅氧烷2‑6份、二甲基硅油5‑15份、复合增效剂75‑85份、氨基偶联剂0.1‑0.5份、硬脂酸锌0.1‑0.5份和硫化剂1‑5份。本发明的封装件通过采用硅橡胶和玻璃纤维，能提高封装件的绝缘性、耐热性、隔热性、阻燃性、防火性和抗腐蚀性，当该硅胶封装件遇到火焰燃烧时能吸收大量热量，并能阻止火焰穿过，隔绝空气，缩小火势蔓延或波及的范围，提高了对电池的防护性。

Description

一种用于新能源电池的硅胶封装件及其制备方法
技术领域
本发明涉及封装材料技术领域，具体涉及一种用于新能源电池的硅胶封装件及其制备方法。
背景技术
随着新能源的普及，越来越多产品(如新能源汽车等)使用到新能源电池，而目前的新能源电池大多是由多个电池组件单元组成的，而每个电池组件单元之间均用导热硅胶间隔或包覆，用以将电池组件单元所产生的热量向外导出，来避免电池组件单元的起火。
但是，向电池组件单元外部导出的热量，容易引起电池组件单元以外的其他零部件的发热起火，进而引起整个新能源电池的起火爆炸。另外，目前用于间隔每个电池组件单元之间的导热硅胶阻燃性较低，防火效果不理想，容易引起大范围的起火甚至电池爆炸，危及生命安全。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于新能源电池的硅胶封装件，该封装件通过采用硅橡胶和玻璃纤维制备，能提高封装件的绝缘性、耐热性、隔热性、阻燃性、防火性和抗腐蚀性，当该硅胶封装件遇到火焰燃烧时能吸收大量热量，并能阻止火焰穿过，隔绝空气，缩小火势蔓延或波及的范围，提高了对电池的保护力度。
本发明的另一目的在于提供一种用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，能使制得的硅胶封装件具有较佳的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等机械性能，且绝缘性高、耐热性好、隔热性佳，起到阻燃、防火的作用，提高了硅胶封装件对电池的保护力度，稳定性高，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于新能源电池的硅胶封装件，该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
本发明的封装件通过采用硅橡胶和玻璃纤维制备，能提高封装件的绝缘性、耐热性、隔热性、阻燃性、防火性和抗腐蚀性，当该硅胶封装件遇到火焰燃烧时能吸收大量热量，并能阻止火焰穿过，隔绝空气，缩小火势蔓延或波及的范围，提高了对电池的保护力度。
采用的玻璃纤维布层具有较佳的机械强度、绝缘性、耐热性和抗腐蚀性，能对电池组件单元起到绝缘、隔热、阻燃、防火的作用，避免电池组件单元的热量向外传递而造成其他组件的过热产生燃烧或爆炸，并能在电池组件单元出现燃烧时吸收大量热量，阻止火焰穿过、隔绝空气，实现封装件的阻燃防火效果，缩小火势蔓延或波及的范围，为人提供更多的逃生时间，提高了电池的使用安全性。
另外，通过采用上述种类的原料制备的硅橡胶层，具有较佳的拉伸强度、回弹性、扯断伸长率、撕裂强度等机械性能，加工成型性，易于加工成型制备桥架，且阻燃性好，防火性佳，能缩小电池的火势蔓延或波及的范围，为人提供更多的逃生时间，提高了电池的使用安全性。
其中，通过采用增强剂能提高硅橡胶的机械强度；采用的端羟基聚二甲基硅氧烷能避免硅橡胶在等待挤出、储存放置过程中发生变硬、可塑性较低、加工性能降低等结构化现象，避免挤出时的高硬度降低了成型效果，进而影响了硅橡胶的拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械性能，(若已出现结构化的硅橡胶则需要重新进行混料或热处理去改善结构化现象，但同时增加了工艺成本，并降低了生产效率和质量)，同时，端羟基聚二甲基硅氧烷能与增强剂表面的Si-OH基反应，使之疏水化，更提高增强剂在硅橡胶体系中的分散性，并抑制硅橡胶的结构化；而通过严格控制端羟基聚二甲基硅氧烷的用量，能使制得的硅橡胶具有较低的挤出硬度，若端羟基聚二甲基硅氧烷的用量过多，则硅橡胶挤出时的硬度较大，而若端羟基聚二甲基硅氧烷的用量过少，则降低了原料之间的粘合结合性，容易出现结构化现象。
采用的二甲基硅油能提高硅橡胶的可塑度，降低硬度，增加柔韧性，增加硅橡胶与增强剂等粉体的相容性；采用的复合增效剂能提高硅橡胶层的耐热性、抗冲击性、阻燃性、机械强度、尺寸稳定性等性能；采用的氨基偶联剂能提高硅橡胶材料的湿态物理机械强度、湿态电气性能，并能使制得的硅橡胶层改善玻璃纤维布层的集束性、保护性和加工性能；采用的硬脂酸锌能有效地提高硅橡胶的脱模性能，提高其加工成型性和稳定性；采用的硫化剂能显著提高硅橡胶体系的硫化交联作用。
优选的，所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为55-65：25-35:5-15组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.02-0.10％，甲基含量为99.90-99.98％，分子量为60万-70万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.20-0.25％，甲基含量为99.75-99.80％，分子量为60万-70万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为0.8-1.2％，甲基含量为98.80-99.20％，分子量为55万-65万。
本发明通过采用三种不同乙烯基含量、不用分子量的甲基乙烯基硅橡胶复配组成复合硅橡胶成分，并严格控制三者的乙烯基含量和分子量，利用高分子量、主链长的特性，分子间的作用力较大，能使制得的硅橡胶具有较佳的机械强度和加工成型性，其中，采用的甲基乙烯基硅橡胶C具有较高含量的乙烯基，能显著提高硅橡胶体系的交联度，提高硅橡胶成品的撕裂强度；而若采用的甲基乙烯基硅橡胶A和甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量过少，则降低了硅橡胶的交联作用，并降低了硅橡胶的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能；若甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量过多，则降低了硫化后的硅橡胶耐热性；若甲基乙烯基硅橡胶A和甲基乙烯基硅橡胶B的分子量较低，则降低了硅橡胶成品的机械强度和加工成型性。
进一步优选的，上述甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B、甲基乙烯基硅橡胶C的化学式如下所示：
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的n＝87508800，m＝2～6；所述甲基乙烯基硅橡胶B的n＝8740～8780，m＝15～25；所述甲基乙烯基硅橡胶C的n＝8030～8035，m＝60～70。
优选的，所述增强剂为BET法比表面积在160-200m2/g、pH值为6-8的沉淀白炭黑。
本发明通过采用沉淀白炭黑，能显著地提高硅橡胶的拉伸轻度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度，严格控制沉淀白炭黑的比表面积，粒径小，能使沉淀白炭黑充分分散在硅橡胶中，有效提高硅橡胶的机械强度。
优选的，每份所述复合增效剂包括8-12份硼酸锌、45-55份玻璃粉、8-12份云母粉和5-15份蒙脱土。
本发明通过采用上述种类的增效剂，能显著提高硅橡胶层的耐热性、阻燃性、机械强度、尺寸稳定性等性能；其中，采用的硼酸锌无毒，属于非卤素阻燃剂，具有较佳的高热稳定性和分散性，能有效提高硅橡胶层的阻燃性和热稳定性，耐热性好，不易因高温而变形或自燃；采用的玻璃粉能改善硅橡胶物料在后续热烘道处理的温度变化过程中的结构紧密性，使各物料之间形成明显的连续相，提高物料之间的交联稳定性；采用的云母粉具有优异的绝缘性，与硼酸锌、玻璃粉和蒙脱土复配使用，能使制得的硅橡胶层在遇到高温时转化为机械强度和绝缘性较佳的陶瓷化物质，使得硅橡胶在火烧后仍具有原有的绝缘性，提高了对电池的绝缘性和保护力度；采用的蒙脱土的晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有较佳的层状纳米结构和阳离子交换特性，使其具有较佳的分散性，提高了硅橡胶各物料的分散性，进而提高股橡胶层的抗冲击性、抗疲劳性、尺寸稳定性和阻隔性能，改善其加工成型性。
优选的，所述氨基偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明通过采用上述氨基偶联剂，能显著提高硅橡胶体系的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能，提高硅橡胶材料的湿态物理机械强度、湿态电气性能，并能使制得的硅橡胶层改善玻璃纤维布层的集束性、保护性和加工性能，改善物料在硅橡胶体系中的润湿性和分散性，促进硅橡胶物料的聚合交联。更为优选的，所述氨基偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷以重量比为2.5-3.5:1：3-4组成的混合物。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种如上所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置1-3h，然后经140-160目滤网过滤后再静置8-16h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
本发明通过采用上述步骤制备硅胶封装件，工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，能使制得的硅胶封装件具有较佳的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等机械性能，且绝缘性高、耐热性好、隔热性佳，起到阻燃、防火的作用，提高了硅胶封装件对电池的保护力度，稳定性高，可大规模工业化生产。
其中，通过严格控制其他物料的加入顺序及处理参数，先将复合增效剂的各原料混合，并加入氨基偶联剂，能促进复合增效剂的粉体混合均匀度，大概复合增效剂分批加入至后续物料中时，既能促进各物料的分散性，又能在偶联剂的作用下提高硅橡胶体系的聚合交联作用。另一方面，先将复合硅橡胶进行密炼，能提高复合硅橡胶的分散均匀性和强度，使其易于与后续的物料进行混合、聚合交联；然后将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至已密炼的复合硅橡胶中，能有效提高硅橡胶体系的抗结构化性能和综合机械性能(提高可塑度、降低硬度、增加柔韧性、提高粉料与硅橡胶的相容性)；其次，再将增强剂分三次等量加入，能逐步提高硅橡胶的机械强度，避免硅橡胶产生结构化的现象，若将增强剂一次全部加入，会降低了硅橡胶的柔软性(回弹率)，容易出现结构化的现象。
其后，将混合粉料分三次等量加入，能使粉料充分地吃入至胶料中，促进粉料的分散性和均匀度，提高硅橡胶体系的物料分散性，同时在氨基偶联剂的作用下提高硅橡胶体系的聚合交联作用；再进行升温炼胶和真空处理，提高硅橡胶后续的加工硫化速度和硅橡胶稳定性，减少硫化剂的用量，缩短硫化时间，降低硫化温度，进而有效提高硅橡胶的机械性能；而通过严格控制升温炼胶后的过滤目数，能去除开炼过程中物料团聚生成的大颗粒，提高后续与其他原料混合搅拌的均匀性和硫化成型过程中的物料细腻度。
而在进一步加工制备硅胶封装件的工艺中，加入硫化剂进行硫化交联处理，提高硅橡胶的拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度和稳定性；最后在延压得到的硅橡胶层表面覆盖玻璃纤维布，再共同经过热烘道处理，使得玻璃纤维布稳定贴覆于硅橡胶层，提高了封装件的层间稳定性，层间不易脱离。
优选的，所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1300-1700rpm，搅拌时间为3-7min；第二次搅拌的搅拌转速为1300-1700rpm，搅拌时间为3-7min。
本发明通过严格控制复合增效剂各原料的搅拌混合转速和时间，能使硼酸锌、玻璃粉、云母粉和蒙脱土充分分散均匀，提高粉体在后续与物料B的混合均匀度；并严格控制复合增效剂与氨基偶联剂的混合搅拌转速和时间，能提高物料之间的混合分散性，提高粉料在后续与物料B的混合均匀度，促使偶联剂对硅橡胶体系的聚合交联作用。
优选的，所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为3-7min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至80-100℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为80-100min，真空度为-0.07MPa～-0.08MPa。
本发明通过严格控制复合硅橡胶的密炼时间，能提高甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C的混合度，提高硅橡胶的撕裂强度等机械强度；而通过将物料C升温后在空气中捏合处理，能提高各原料之间的互溶性，有效提高硅橡胶体系的稳定性，提高后续的硫化速度，并进行真空处理，能提高物料的捏合成团效果，提高硅橡胶层的强度。而通过严格控制真空处理的时间和真空度，能提高硅橡胶的内部粘合聚合性，易于进行后续加工的延压等工序，加工成型性好，使硅橡胶层具有较佳的拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度。更为优选的，物料C升温至80℃、85℃、90℃、95℃或100℃；抽真空处理的时间为80min、85min、90min、95min或100min，真空度为-0.07MPa、-0.072MPa、-0.075MPa、-0.078MPa或-0.08MPa。
优选的，所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为1-2:100；每份硫化剂包括0.8-2份2,4-二氯过氧苯甲酰和0.2-0.5份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
本发明通过严格控制硫化剂与基胶的重量混合比，能对基胶进行充分的硫化交联处理，提高制得的硅橡胶层的柔软性、回弹率、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度和稳定性；而通过采用上述种类的硫化剂，能提高硅橡胶的硫化交联作用，显著缩短硫化时间，硫化效果佳，能使制得的硅橡胶层具有较佳的柔软性、回弹率、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度和稳定性。
优选的，所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为310-330℃，第二段的温度为310-330℃，第三段的温度为290-310℃，第四段的温度为270-290℃，第五段的温度为230-250℃，第六段的温度210-230℃。
本发明通过严格控制热烘道的各段温度，能对基胶进行分段硫化，且硫化交联充分，提高制得的硅橡胶层的柔软性、回弹率、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度和稳定性；若硫化温度过低，则降低了硅橡胶体系的硫化交联效率和效果，使制得的硅橡胶层机械强度较低、稳定性低，若硫化温度过高，则使得硅橡胶层出现结构化、硬化等现象，降低了硅橡胶层的强度，使用效果差。
本发明的有益效果在于：本发明的封装件通过采用硅橡胶和玻璃纤维制备，能提高封装件的绝缘性、耐热性、隔热性、阻燃性、防火性和抗腐蚀性，当该硅胶封装件遇到火焰燃烧时能吸收大量热量，并能阻止火焰穿过，隔绝空气，缩小火势蔓延或波及的范围，提高了对电池的保护力度。
本发明的硅胶封装件制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，能使制得的硅胶封装件具有较佳的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等机械性能，且绝缘性高、耐热性好、隔热性佳，起到阻燃、防火的作用，提高了硅胶封装件对电池的保护力度，稳定性高，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种用于新能源电池的硅胶封装件，该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为55：25:15组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.02％，甲基含量为99.98％，分子量为60万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.20％，甲基含量为99.80％，分子量为60万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为0.8％，甲基含量为99.20％，分子量为55万。
上述甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B、甲基乙烯基硅橡胶C的化学式如下所示：
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的n＝8750，m＝6；所述甲基乙烯基硅橡胶B的n＝8740，m＝25；所述甲基乙烯基硅橡胶C的n＝8030，m＝70。
所述增强剂为BET法比表面积在160m2/g、pH值为6.0的沉淀白炭黑。
每份所述复合增效剂包括8份硼酸锌、45份玻璃粉、8份云母粉和5份蒙脱土。
所述氨基偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
一种如上所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置1h，然后经140目滤网过滤后再静置8h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1300rpm，搅拌时间为7min；第二次搅拌的搅拌转速为1300rpm，搅拌时间为7min。
所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为3min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至80℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为80min，真空度为-0.07MPa。
所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为1:100；每份硫化剂包括0.8份2,4-二氯过氧苯甲酰和0.2份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为310℃，第二段的温度为310℃，第三段的温度为290℃，第四段的温度为270℃，第五段的温度为230℃，第六段的温度210℃。
实施例2
一种用于新能源电池的硅胶封装件，该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为58：28:13组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.04％，甲基含量为99.96％，分子量为62万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.21％，甲基含量为99.79％，分子量为62万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为0.9％，甲基含量为99.10％，分子量为58万。
上述甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B、甲基乙烯基硅橡胶C的化学式如下所示：
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的n＝8760，m＝5；所述甲基乙烯基硅橡胶B的n＝8750，m＝23；所述甲基乙烯基硅橡胶C的n＝8031，m＝68。
所述增强剂为BET法比表面积在170m2/g、pH值为6.5的沉淀白炭黑。
每份所述复合增效剂包括9份硼酸锌、48份玻璃粉、9份云母粉和8份蒙脱土。
所述氨基偶联剂为苯氨基甲基三甲氧基硅烷。
一种如上所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置1.5h，然后经145目滤网过滤后再静置10h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1400rpm，搅拌时间为6min；第二次搅拌的搅拌转速为1400rpm，搅拌时间为6min。
所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为4min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至85℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为85min，真空度为-0.072MPa。
所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为1.2:100；每份硫化剂包括1.2份2,4-二氯过氧苯甲酰和0.3份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为315℃，第二段的温度为315℃，第三段的温度为295℃，第四段的温度为275℃，第五段的温度为235℃，第六段的温度215℃。
实施例3
一种用于新能源电池的硅胶封装件，该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为60：30:10组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.06％，甲基含量为99.94％，分子量为65万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.22％，甲基含量为99.78％，分子量为65万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为1.0％，甲基含量为99.00％，分子量为60万。
上述甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B、甲基乙烯基硅橡胶C的化学式如下所示：
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的n＝8780，m＝4；所述甲基乙烯基硅橡胶B的n＝8760，m＝20；所述甲基乙烯基硅橡胶C的n＝8032，m＝65。
所述增强剂为BET法比表面积在180m2/g、pH值为7.0的沉淀白炭黑。
每份所述复合增效剂包括10份硼酸锌、50份玻璃粉、10份云母粉和10份蒙脱土。
所述氨基偶联剂为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
一种如上所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置2h，然后经150目滤网过滤后再静置12h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1500rpm，搅拌时间为5min；第二次搅拌的搅拌转速为1500rpm，搅拌时间为5min。
所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为5min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至90℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为90min，真空度为-0.075MPa。
所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为1.5:100；每份硫化剂包括1.5份2,4-二氯过氧苯甲酰和0.35份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为320℃，第二段的温度为320℃，第三段的温度为300℃，第四段的温度为280℃，第五段的温度为240℃，第六段的温度220℃。
实施例4
一种用于新能源电池的硅胶封装件，该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为63：32:8组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.08％，甲基含量为99.92％，分子量为68万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.23％，甲基含量为99.77％，分子量为68万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为1.1％，甲基含量为98.90％，分子量为63万。
上述甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B、甲基乙烯基硅橡胶C的化学式如下所示：
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的n＝8790，m＝3；所述甲基乙烯基硅橡胶B的n＝8770，m＝18；所述甲基乙烯基硅橡胶C的n＝8033，m＝602。
所述增强剂为BET法比表面积在190m2/g、pH值为7.5的沉淀白炭黑。
每份所述复合增效剂包括11份硼酸锌、53份玻璃粉、11份云母粉和13份蒙脱土。
所述氨基偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
一种如上所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置2.5h，然后经155目滤网过滤后再静置14h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1600rpm，搅拌时间为4min；第二次搅拌的搅拌转速为1600rpm，搅拌时间为4min。
所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为6min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至95℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为95min，真空度为-0.078MPa。
所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为1.8:100；每份硫化剂包括1.8份2,4-二氯过氧苯甲酰和04份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为325℃，第二段的温度为325℃，第三段的温度为305℃，第四段的温度为285℃，第五段的温度为245℃，第六段的温度225℃。
实施例5
一种用于新能源电池的硅胶封装件，该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为65：35:5组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.10％，甲基含量为99.90％，分子量为70万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.25％，甲基含量为99.75％，分子量为70万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为1.2％，甲基含量为98.80％，分子量为65万。
上述甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B、甲基乙烯基硅橡胶C的化学式如下所示：
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的n＝8800，m＝2；所述甲基乙烯基硅橡胶B的n＝8780，m＝15；所述甲基乙烯基硅橡胶C的n＝8035，m＝60。
所述增强剂为BET法比表面积在200m2/g、pH值为8.0的沉淀白炭黑。
每份所述复合增效剂包括12份硼酸锌、55份玻璃粉12份云母粉和15份蒙脱土。
所述氨基偶联剂为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
一种如上所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置3h，然后经160目滤网过滤后再静置16h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1700rpm，搅拌时间为3min；第二次搅拌的搅拌转速为1700rpm，搅拌时间为3min。
所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为7min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至100℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为100min，真空度为-0.08MPa。
所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为2:100；每份硫化剂包括2份2,4-二氯过氧苯甲酰和0.5份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为330℃，第二段的温度为330℃，第三段的温度为310℃，第四段的温度为290℃，第五段的温度为250℃，第六段的温度230℃。
实施例6
本实施例与上述实施例1的区别在于：
所述氨基偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷以重量比为2.5:1：3组成的混合物。
实施例7
本实施例与上述实施例3的区别在于：
所述氨基偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷以重量比为3:1：3.5组成的混合物。
实施例8
本实施例与上述实施例5的区别在于：
所述氨基偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷以重量比为3.5:1：4组成的混合物。
对比例1
本对比例与上述实施例3的区别在于：
所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：
每份所述复合增效剂包括50份玻璃粉、10份云母粉和10份蒙脱土。
对比例3
本对比例与上述实施例3的区别在于：
每份所述复合增效剂包括10份硼酸锌、10份云母粉和10份蒙脱土。
对比例4
本对比例与上述实施例3的区别在于：
每份所述复合增效剂包括10份硼酸锌、50份玻璃粉和10份蒙脱土。
对比例5
本对比例与上述实施例3的区别在于：
每份所述复合增效剂包括10份硼酸锌、50份玻璃粉和10份云母粉。
对比例6
本对比例与上述实施例3的区别在于：
所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
将上述实施例1-8和对比例1-6制得的硅胶封装件进行硬度、回弹率(柔软性)、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械物理性能测试，测试结果如下所示：
所述阻燃等级是按照UL-94标准进行测试。
由上表数据可知，本发明制得的硅胶具有较佳的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、耐高温、阻燃性等性能，且绝缘性佳、耐热性高、隔热性好、阻燃性强，并具有防火性和抗腐蚀性的特性，当该硅胶封装件遇到火焰燃烧时能吸收大量热量，并能阻止火焰穿过，隔绝空气，缩小火势蔓延或波及的范围，提高了对电池的保护力度。
与实施例3相比，对比例1的硅橡胶层不采用复合增效剂，制得的硅胶封装件邵氏硬度、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等性能均下降，且热变形温度和阻燃等级显著下降，说明本发明采用复合增效剂(8-12份硼酸锌、45-55份玻璃粉、8-12份云母粉和5-15份蒙脱土)，能提高硅橡胶层的机械强度，并显著提高硅橡胶层的耐热性和阻燃性。
与实施例3相比，对比例2的复合增效剂没有硼酸锌、对比例3的复合增效剂没有玻璃粉、对比例4的复合增效剂没有云母粉、对比例5的复合增效剂没有蒙脱土，制得的硅胶封装件的热变形温度和阻燃等级等性能均下降明显，说明本发明采用硼酸锌、玻璃粉、云母粉和蒙脱土复配的复合增效剂，能显著提高硅橡胶层的耐热性和阻燃性，同时能一定程度地提高硅橡胶层的硬度、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等机械强度；其中采用的硼酸锌无毒，属于非卤素阻燃剂，具有较佳的高热稳定性和分散性，能有效提高硅橡胶层的阻燃性和热稳定性，耐热性好，不易因高温而变形或自燃；采用的玻璃粉能改善硅橡胶物料在后续热烘道处理的温度变化过程中的结构紧密性，使各物料之间形成明显的连续相，提高物料之间的交联稳定性；采用的云母粉具有优异的绝缘性，与硼酸锌、玻璃粉和蒙脱土复配使用，能使制得的硅橡胶层在遇到高温时转化为机械强度和绝缘性较佳的草此话物质，使得硅橡胶在火烧后仍具有原有的绝缘性，提高了对电池的绝缘性和保护力度；采用的蒙脱土的晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有较佳的层状纳米结构和阳离子交换特性，使其具有较佳的分散性，提高了硅橡胶各物料的分散性，进而提高股橡胶层的抗冲击性、抗疲劳性、尺寸稳定性和阻隔性能，改善其加工成型性。
与实施例3相比，对比例5的硅橡胶层不采用端羟基聚二甲基硅氧烷，制得的硅胶封装件的热变形温度和阻燃等级均降低，而邵氏硬度、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等性能则显著下降，说明本发明通过采用端羟基聚二甲基硅氧烷能避免硅橡胶在储存放置过程中发生变硬、可塑性较低、加工性能降低等结构化现象，有效提高硅橡胶层的柔软性(回弹率)、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度等综合性能。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于新能源电池的硅胶封装件，其特征在于：该硅胶封装件包括硅橡胶层和包覆于所述硅橡胶层外表面的玻璃纤维布层，所述硅橡胶层包括如下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件，其特征在于：所述复合硅橡胶是由甲基乙烯基硅橡胶A、甲基乙烯基硅橡胶B和甲基乙烯基硅橡胶C以重量比为55-65：25-35:5-15组成的混合物；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶A的乙烯基含量为0.02-0.10％，甲基含量为99.90-99.98％，分子量为60万-70万；所述甲基乙烯基硅橡胶B的乙烯基含量为0.20-0.25％，甲基含量为99.75-99.80％，分子量为60万-70万；所述甲基乙烯基硅橡胶C的乙烯基含量为0.8-1.2％，甲基含量为98.80-99.20％，分子量为55万-65万。
3.根据权利要求1所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件，其特征在于：所述增强剂为BET法比表面积在160-200m2/g、pH值为6-8的沉淀白炭黑。
4.根据权利要求1所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件，其特征在于：每份所述复合增效剂包括8-12份硼酸锌、45-55份玻璃粉、8-12份云母粉和5-15份蒙脱土。
5.根据权利要求1所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件，其特征在于：所述氨基偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、按照重量份计，将复合增效剂各物料混合，进行第一次搅拌，搅拌均匀后加入氨基偶联剂，进行第二次搅拌，制得混合粉料；
B、按照重量份计，将复合硅橡胶各物料混合，进行搅拌密炼，制得物料A；
C、按照重量份计，将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油加入至步骤B制得的物料A中，然后分三次加入增强剂，每次加入增强剂后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料B；
D、按照重量份计，将步骤A制得的混合粉料分三次加入至步骤C制得的物料B中，每次加入混合粉料后混合均匀再继续加入，搅拌混料成团，制得物料C；
E、将步骤D混料成团后制得的物料C升温炼胶，制得捏合料；然后将捏合料出料，开炼均匀，下辊，静置1-3h，然后经140-160目滤网过滤后再静置8-16h，制得基胶；
F、将步骤E制得的基胶开炼均匀，然后加入硫化剂，搅拌均匀，打卷下辊，制得胶料；
G、将步骤F制得的胶料进行压延，得到片材，在片材的背面覆上玻璃纤维布，然后经过通过六段热烘道处理，冷却，制得硅胶封装件。
7.根据权利要求6所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，其特征在于：所述步骤A中，第一次搅拌的搅拌转速为1300-1700rpm，搅拌时间为3-7min；第二次搅拌的搅拌转速为1300-1700rpm，搅拌时间为3-7min。
8.根据权利要求6所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，复合硅橡胶的搅拌密炼时间为3-7min；所述步骤E中，所述升温炼胶的具体步骤为：将步骤D混料成团后制得的物料C升温至80-100℃，然后进行抽真空处理，制得捏合料；所述抽真空处理的时间为80-100min，真空度为-0.07MPa～-0.08MPa。
9.根据权利要求6所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，其特征在于：所述步骤F中，硫化剂与基胶的重量混合比为1-2:100；每份硫化剂包括0.8-2份2,4-二氯过氧苯甲酰和0.2-0.5份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。
10.根据权利要求6所述的一种用于新能源电池的硅胶封装件的制备方法，其特征在于：所述步骤G中，六段热烘道温度分别为：第一段的温度为310-330℃，第二段的温度为310-330℃，第三段的温度为290-310℃，第四段的温度为270-290℃，第五段的温度为230-250℃，第六段的温度210-230℃。
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