CN114196351B - 一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114196351B
CN114196351B CN202111498594.XA CN202111498594A CN114196351B CN 114196351 B CN114196351 B CN 114196351B CN 202111498594 A CN202111498594 A CN 202111498594A CN 114196351 B CN114196351 B CN 114196351B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aging
stirring
mixed solution
parts
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111498594.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114196351A (zh
Inventor
王自强
王晟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Qiangjin New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Qiangjin New Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Qiangjin New Energy Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Qiangjin New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202111498594.XA priority Critical patent/CN114196351B/zh
Publication of CN114196351A publication Critical patent/CN114196351A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114196351B publication Critical patent/CN114196351B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J115/00Adhesives based on rubber derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265Calcium, strontium or barium carbonate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法。步骤1:(1)将双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂加入至二分之一的溶剂中,均质化,得到混合溶液A;将环氧化天然橡胶加入至二分之一的溶剂中均质化,得到混合溶液B;(2)将纳米碳酸钙加入至多巴胺‑Tri‑HCl缓冲液中改性,得到填料;将其超声分散在聚甲基吡咯烷酮溶液中,滴加植酸溶液,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B,加入预分散粉末,均质化;加入抗老化剂,搅拌;加入固化剂混合均匀,得到耐老化型锂电池密封胶。

Description

一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封胶技术领域,具体为一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法。
背景技术
密封胶是一种填充结构空隙的、防泄漏、防水的密封胶黏剂。一般为三大类,包括丙烯酸酯密封胶、环氧密封胶、有机硅密封胶。锂电池中使用的密封胶一般是与铝塑膜一起作为外包装使用,而丙烯酸酯密封胶,粘结性强,但初粘性大,不易调整,且耐老化性能差、耐电解液性能不佳;而有机硅密封胶虽然抗震、耐老化等优点,但是其固化过程中,一般表面干,完全固化时间慢,不利于工业化生产。而环氧密封胶具有优良的粘结强度,初粘小,固化简单,不会产生气泡,同时耐电解液性好;是一种优良的电池密封胶。
但是,环氧树脂是高度交联的聚合物,具有脆性,耐冲击性不佳,存在外力撞击下,产生裂纹,使得电解液泄漏。因此,会加入橡胶,增强密封胶的断裂韧性。但是韧性的增加伴随着致密性下降,强度和刚度的降低,密封性下降;因此会加入无机颗粒,提高刚性和密封性,增强耐电解液性。但是无机颗粒与橡胶的相容性很差,分散性很差;同时橡胶、环氧树脂的还存在老化问题,会使得密封胶因为老化而破坏粘结强度,导致电池毁坏。
因此,解决上述问题,制备一种耐老化型锂电池密封胶具有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:(1)将双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂加入至二分之一的溶剂中,均质化,得到混合溶液A;将环氧化天然橡胶加入至二分之一的溶剂中均质化,得到混合溶液B;(2)将纳米碳酸钙加入至多巴胺-Tri-HCl缓冲液中改性,得到填料;将其超声分散在聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,滴加植酸溶液,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B,加入预分散粉末,均质化;加入抗老化剂,搅拌;加入固化剂混合均匀,得到耐老化型锂电池密封胶。
较为优化地,所述耐老化型锂电池密封胶的原料包括以下组分:按重量计,双酚F型环氧树脂20~25份、双酚A型环氧树脂3~6份、环氧化天然橡胶25~30份、固化剂8~11份、抗老化剂5~6份、纳米碳酸钙2~4份、溶剂80~100份。
较为优化地,所述固化剂为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐中一种或多种;所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯中一种或两种。
较为优化地,步骤1的(2)中,多巴胺-Tri-HCl缓冲液的浓度为1~1.2g/L;所述Tri-HCl缓冲液的pH=8.3~8.8;改性过程中,纳米碳酸钙与多巴胺-Tri-HCl缓冲液的固液比为1:(80~100),温度为20~35℃,搅拌时间为6~8小时。
较为优化地,步骤1的(2)中,聚乙烯基吡咯烷酮溶液的浓度为0.2~0.4g/L;所述植酸溶液的浓度为12~15wt%;填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40;所述植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:(12~18)。
较为优化地,步骤1的(1)中,将双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂加入至二分之一的溶剂中,设置温度为220~240℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将环氧化天然橡胶加入至二分之一的溶剂中,设置温度为200~220℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;
较为优化地,步骤2中:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B,设置温度为200~220℃,加入预分散粉末,搅拌2~3小时,均质化;加入抗老化剂,搅拌40~60分钟;加入固化剂,搅拌20~30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
较为优化地,所述抗老化剂是由质量比为(18~20):4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚组成。
较为优化地,所述抗老化剂的制备方法为:将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为45~50℃,滴加2~3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌10~12小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
本技术方案中,以双酚F型环氧树脂、环氧化天然橡胶为主体,降低混合时的粘度,增强物质的均匀性,所制备的密封胶,初粘低,固化后具有较好的粘结强度,同时具有优异的耐腐蚀性和耐热性。
(1)无机碳酸钙增强密封胶的刚性和密封性,增强抗电解液性和耐腐蚀性;从而增强电池的保存寿命;但是,其在环氧化天然橡胶中的分散性差,同时橡胶的增韧性和无机颗粒的增加刚性之间需要平衡。因此,加入的比例需要固定。
同时,为增强无机碳酸钙在密封胶中的分散性,因此方案中通过多巴胺、植酸处理,有效增强其在基质中的分散性。方案中,相同过在多巴胺的氧化自聚,在无机颗粒上形成粗糙层;然后通过植酸将聚乙烯吡咯烷酮上的叔酰胺还原开环,并利用植酸自身的极性键,将开环的聚乙烯吡咯烷酮接枝在无机碳酸钙的粗糙层上。以此通过聚多巴胺的修饰和外部支链的嫁接,增强与橡胶之间的界面作用;同时,聚乙烯吡咯烷酮可以降低橡胶的粘度,也可以增强耐电解液性。并通过与部分橡胶预先分散,利用相似相容,带动其在基质中的分散性。
因此,通过双改性和预分散,显著提高了密封胶中橡胶与无机碳酸钙之间的界面作用,改善了物质颗粒的分散性。
(2)方案中,使用环氧化天然橡胶作为增韧剂,其与环氧树脂具有相似相容性。一般使用过氧化二异丙苯作为交联剂,但是,其具有一定毒性,因此本方案中使用抗老化剂作为交联剂,辅助固化剂,产生交联;由于二氧化硅的耐热性、槲皮素中的刚性芳香环,使其比过氧化二异丙苯交联具有更好的耐老化性;同时二氧化硅与槲皮素、茶多酚之间存在协同作用,通过抑制老化过程中产生的自由基的过度交联,产生保护机制,即槲皮素、茶多酚自由基捕获,从而降低老化速度、抑制脆化。同时预先负载,利用纳米二氧化硅在粘性介质中的分散性,保证了槲皮素、茶多酚在基质中的分散性,相较于分开加入,耐迁移和分散性更好。
(3)加入的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅增加了可以填补在交联空隙中,增加密封性,同时增强了耐电解液性,因此,为了平衡刚性和韧性,两种物质的比例需要一定,超出一定范围会产生过度交联,造成耐老化性能下降。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将3份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.5)中,设置固液比为1:90,温度为30℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.3g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加14wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:15,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;(3)称取质量比为20:4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为50℃,滴加3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌11小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入6份抗老化剂,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例2:步骤1:(1)将20份双酚F型环氧树脂、3份双酚A型环氧树脂加入至40份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至40份乙酸乙酯中,设置温度为200℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将2份纳米碳酸钙加入至浓度为1g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.3)中,设置固液比为1:80,温度为20℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.2g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加12wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:12,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;(3)称取质量比为18:4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为45℃,滴加2滴二月桂酸二丁基锡,搅拌10小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为200℃,加入预分散粉末,搅拌2小时,均质化;加入5份抗老化剂,搅拌40分钟;加入8份顺丁烯二酸酐,搅拌20分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例3:步骤1:(1)将25份双酚F型环氧树脂、6份双酚A型环氧树脂加入至50份乙酸乙酯中,置温度为240℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将30份环氧化天然橡胶加入至50份乙酸乙酯中,设置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将4份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.8)中,设置固液比为1:100,温度为35℃,搅拌改性8小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.4g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加15wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:18,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;(3)称取质量比为20:4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为50℃,滴加3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌12小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入6份抗老化剂,搅拌60分钟;加入11份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例4:不对纳米碳酸钙预处理,直接加入。
步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)称取质量比为20:4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为50℃,滴加3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌11小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入6份抗老化剂,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例5:不对纳米碳酸钙植酸处理,直接加入。
步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将3份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.5)中,设置固液比为1:90,温度为30℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其分散在水中,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;(3)称取质量比为20:4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为50℃,滴加3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌11小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入6份抗老化剂,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例6:将纳米碳酸钙的加入量提高至8份。
步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将8份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.5)中,设置固液比为1:90,温度为30℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.3g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加14wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:15,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;(3)称取质量比为20:4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为50℃,滴加3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌11小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入6份抗老化剂,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例7:将茶多酚、槲皮素、二氧化硅分开加入。
步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将3份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.5)中,设置固液比为1:90,温度为30℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.3g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加14wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:15,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末、4份二氧化硅,搅拌3小时,均质化;加入1份茶多酚、1份槲皮素,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例8:不加入抗老化剂,使用过氧化二异丙苯作为交联剂;并加入茶多酚、槲皮素作为抗老化剂。
步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将3份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.5)中,设置固液比为1:90,温度为30℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.3g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加14wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:15,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入5份过氧化二异丙苯、1份茶多酚、1份槲皮素,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实施例9:将二氧化硅、槲皮素、茶多酚的质量比20:4:4更换为20:8:4。
步骤1:(1)将22份双酚F型环氧树脂、4份双酚A型环氧树脂加入至45份乙酸乙酯中,置温度为220℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将25份环氧化天然橡胶加入至45份乙酸乙酯中,设置温度为210℃,搅拌均质化,得到混合溶液B;(2)将3份纳米碳酸钙加入至浓度为1.2g/L为多巴胺-Tri-HCl缓冲液(Tri-HCl缓冲液的pH=8.5)中,设置固液比为1:90,温度为30℃,搅拌改性6小时,冻干,得到填料;将其超声分散在浓度为0.3g/L的聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40,滴加14wt%的植酸溶液,植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:15,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;(3)称取质量比为20:8:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚,将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为50℃,滴加3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌11小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂。
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B混合,设置温度为220℃,加入预分散粉末,搅拌3小时,均质化;加入6份抗老化剂,搅拌50分钟;加入10份顺丁烯二酸酐,搅拌30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
实验:取实施例1~9制备的耐老化型锂电池密封胶涂覆在铝塑膜上,固化温度为80℃1小时,测试初始剥离强度,于30℃和100℃浸泡在电解质溶液中240小时后,测试剥离强度。并将各实施例中的密封胶固化后测试初始抗拉强度和初始断裂伸长率、以及120℃下,下老化3天的抗拉强度,并计算出抗拉强度的保留率。所得数据如下所示:
实施例 初始剥离强度 剥离强度/30℃ 剥离强度/100℃ 抗拉强度保留率
实施例1 10.5N/25mm 10.3N/25mm 10.0N/25mm 92.3%
实施例2 10.3N/25mm 10.1N/25mm 9.8N/25mm 90.3%
实施例3 10.4N/25mm 10.2N/25mm 9.8N/25mm 90.5%
实施例4 9.6N/25mm 9.4N/25mm 9.0N/25mm 82.3%
实施例5 9.8N/25mm 9.5N/25mm 9.1N/25mm 84.6%
实施例6 9.9N/25mm 9.6N/25mm 9.0N/25mm 83.0%
实施例7 10.3N/25mm 10.0N/25mm 9.5N/25mm 87.3%
实施例8 9.6N/25mm 9.3N/25mm 8.9N/25mm 79.5%
实施例9 10.0N/25mm 9.8N/25mm 9.2N/25mm 85.6%
结论:由实施例1~3中的数据可知:所制备的耐老化型锂电池密封胶的具有良好的耐老化性能;具有较好的粘结强度,初始剥离强度可以达到10N/25mm以上,同时耐电解液性能好;可以看到30℃和100℃下的剥离强度相差不大,且可以保持9.5N/25mm以上的剥离强度,表明密封胶具有优秀的耐老化性,这一性能从抗拉强度保留率也可以看出。
将实施例4~6的数据与实施例1对比,可以发现:不对纳米碳酸钙预处理,其在基质中分散性较差;同时,多巴胺、植酸的引入可以显著增强与橡胶、环氧树脂间的作用力,增加密封性,从而增强抗电解质性和粘结性。而多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮、植酸由于极性基团丰度增加使得剥离强度增加。而实施例4中因为聚乙烯吡咯烷酮开环链未接枝,降低了粒子与橡胶间的齿合性,导致性能下降。同时纳米碳酸钙作为刚性加强的物质,其加入量与制备的抗老化剂之间不易过多,否则刚性太高,性能降低。
将实施例7~9的数据与实施例1对比,可以发现:实施例7中将茶多酚、槲皮素、二氧化硅分开加入,耐老化性、耐电解液性没有预负载好,因为茶多酚、槲皮素需要利用二氧化硅增加在基质中的分散性和抗迁移性;实施例8中槲皮素、茶多酚负载的二氧化硅可以有效替代有毒性过氧化二异丙苯作为交联剂,辅助固化剂;且比过氧化二异丙苯具有更好的耐老化性,因此,二氧化硅与槲皮素、茶多酚之间形成了协同作用。另外,实施例9中,当槲皮素增加后,其虽具有耐老化性,但是,其芳环刚性,羟基氢键交联过多,使得性能下降。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:(1)将双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂加入至二分之一的溶剂中,均质化,得到混合溶液A;将环氧化天然橡胶加入至二分之一的溶剂中均质化,得到混合溶液B;(2)将纳米碳酸钙加入至多巴胺-Tri-HCl缓冲液中改性,得到填料;将其超声分散在聚乙烯基吡咯烷酮溶液中,滴加植酸溶液,滴加三分之一混合溶液B,搅拌,干燥,得到预分散粉末;
步骤2:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B,加入预分散粉末,均质化;加入抗老化剂,搅拌;加入固化剂混合均匀,得到耐老化型锂电池密封胶;
所述耐老化型锂电池密封胶的原料包括以下组分:按重量计,双酚F型环氧树脂20~25份、双酚A型环氧树脂3~6份、环氧化天然橡胶25~30份、固化剂8~11份、抗老化剂5~6份、纳米碳酸钙2~4份、溶剂80~100份;
所述抗老化剂是由质量比为(18~20):4:4的二氧化硅、槲皮素、茶多酚组成;
所述抗老化剂的制备方法为:将二氧化硅产生分散在无水乙醇中,加入茶多酚、槲皮素,搅拌均匀,设置温度为45~50℃,滴加2~3滴二月桂酸二丁基锡,搅拌10~12小时,过滤洗涤,干燥,得抗老化剂;
步骤1的(2)中,多巴胺-Tri-HCl缓冲液的浓度为1~1.2g/L;改性过程中,纳米碳酸钙与多巴胺-Tri-HCl缓冲液的固液比为1:(80~100);聚乙烯基吡咯烷酮溶液的浓度为0.2~0.4g/L;所述植酸溶液的浓度为12~15wt%;填料与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的固液比为1:40;所述植酸溶液与聚乙烯基吡咯烷酮溶液的质量比为1:(12~18)。
2.根据权利要求1中所述的一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法,其特征在于:所述固化剂为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐中一种或多种;所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯中一种或两种。
3.根据权利要求1中所述的一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法,其特征在于:步骤1的(2)中,所述Tri-HCl缓冲液的pH=8.3~8.8;改性过程中,温度为20~35℃,搅拌时间为6~8小时。
4.根据权利要求1中所述的一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法,其特征在于:步骤1的(1)中,将双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂加入至二分之一的溶剂中,设置温度为220~240℃,搅拌均质化,得到混合溶液A;将环氧化天然橡胶加入至二分之一的溶剂中,设置温度为200~220℃,搅拌均质化,得到混合溶液B。
5.根据权利要求1中所述的一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法,其特征在于:步骤2中:将混合溶液A与三分之二的混合溶液B,设置温度为200~220℃,加入预分散粉末,搅拌2~3小时,均质化;加入抗老化剂,搅拌40~60分钟;加入固化剂,搅拌20~30分钟,得到耐老化型锂电池密封胶。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的一种耐老化型锂电池密封胶的制备方法得到的一种耐老化型密封胶。
CN202111498594.XA 2021-12-09 2021-12-09 一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法 Active CN114196351B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111498594.XA CN114196351B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111498594.XA CN114196351B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114196351A CN114196351A (zh) 2022-03-18
CN114196351B true CN114196351B (zh) 2024-01-12

Family

ID=80651650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111498594.XA Active CN114196351B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114196351B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115646543B (zh) * 2022-11-21 2023-03-21 山东富宇石化有限公司 一种合成双酚f的酸催化剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101402837A (zh) * 2008-10-15 2009-04-08 山东天轮钢丝股份有限公司 钢丝与橡胶粘合力的生产配方
CN111621253A (zh) * 2020-06-22 2020-09-04 李磊 一种基于石墨的高强导热环氧树脂胶粘剂及其制备方法
CN112864528A (zh) * 2021-04-26 2021-05-28 江苏厚生新能源科技有限公司 一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101402837A (zh) * 2008-10-15 2009-04-08 山东天轮钢丝股份有限公司 钢丝与橡胶粘合力的生产配方
CN111621253A (zh) * 2020-06-22 2020-09-04 李磊 一种基于石墨的高强导热环氧树脂胶粘剂及其制备方法
CN112864528A (zh) * 2021-04-26 2021-05-28 江苏厚生新能源科技有限公司 一种锂离子电池用双向拉伸涂覆微孔隔膜及其制备方法
KR102331373B1 (ko) * 2021-04-26 2021-12-01 지앙수 호라이즌 뉴 에너지 테크 컴퍼니 리미티드 리튬 이온 배터리용 양방향 인장 코팅의 미세공 분리막 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多孔硅/槲皮素复合抗氧化剂的制备及其性能研究;赵春梅等;《河南省化学学会.河南省化学会2020年学术年会论文摘要集》;第43页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114196351A (zh) 2022-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109880569B (zh) 一种环氧树脂改性的ms密封胶
CN107603549A (zh) 一种高弹性硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法
CN114196351B (zh) 一种耐老化型锂电池密封胶及其制备方法
CN109401706B (zh) 一种可快速固化的高可靠性填充胶
WO2015158257A1 (zh) 高粘结性单组份脱肟型室温硫化硅橡胶密封剂及制备方法
JP7169698B2 (ja) 高耐水性、低弾性率の1成分msシーラント、製造方法及びその応用
CN105038681A (zh) 一种硅烷改性树脂密封胶及其制备方法
CN108659203B (zh) 一种马来酸酐官能化液体聚丁二烯改性环氧树脂及其制备方法和应用
WO2004039885A1 (ja) 液晶シール剤組成物及びそれを用いた液晶表示パネルの製造方法
CN111073575A (zh) 一种装配式建筑用单组份硅烷改性聚醚密封胶及制备方法
CN114574134B (zh) 无溶剂低收缩型混凝土裂缝修补环氧灌注胶及其制备方法
CN103146336A (zh) 一种单组份硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法
CN106590508B (zh) 一种水处理膜用双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法
CN110885657A (zh) 一种单组份高强度ms密封胶制备方法
CN111040694A (zh) 一种低温快固型pvc基材粘接用环氧胶
CN101343524A (zh) 双组分双酚a型环氧树脂结构密封胶及其制备方法
WO2022193662A1 (zh) 一种单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法和应用
JP5625248B2 (ja) 樹脂ペースト組成物及び半導体装置
CN109852338B (zh) 氟硅橡胶组合物、其制备方法以及由该组合物制备的密封胶和涂料
CN112341971A (zh) 一种高强度的环氧结构胶胶黏剂
CN113149521A (zh) 一种高强度改性环氧树脂修补砂浆及其制备方法
CN105713546B (zh) 一种建筑密封胶及其制备方法
CN111635724A (zh) 一种高断裂伸长率的环氧结构胶胶黏剂及其制备方法
CN108753241A (zh) 硅烷改性聚醚热熔胶组合物及其制备方法
CN109837052A (zh) 一种抗氧化建筑粘结材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant