CN115058229B - 动力电池灌封胶及其制备方法 - Google Patents

动力电池灌封胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115058229B
CN115058229B CN202210887481.7A CN202210887481A CN115058229B CN 115058229 B CN115058229 B CN 115058229B CN 202210887481 A CN202210887481 A CN 202210887481A CN 115058229 B CN115058229 B CN 115058229B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone oil
vinyl
parts
component
pouring sealant
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
CN202210887481.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115058229A (zh
Inventor
屈裴
汪云川
孟田忠
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.)
Huizhou Huali New Material Co ltd
Original Assignee
Huizhou Huali New Material 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 Huizhou Huali New Material Co ltd filed Critical Huizhou Huali New Material Co ltd
Priority to CN202210887481.7A priority Critical patent/CN115058229B/zh
Publication of CN115058229A publication Critical patent/CN115058229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115058229B publication Critical patent/CN115058229B/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
    • C09J183/00Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04Polysiloxanes
    • 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
    • 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
    • C09J11/08Macromolecular additives
    • 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
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • 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
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • 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
    • C08K2201/014Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/206Applications use in electrical or conductive gadgets use in coating or encapsulating of electronic parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本申请涉及灌封胶的领域,具体公开了动力电池灌封胶及其制备方法。动力电池灌封胶包括A组分和B组分,A组分包括:改性基料,含氢硅油,固化抑制剂;B组分包括:改性基料,铂催化剂;改性基料包括如下重量份数的组分:乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油,导热填料,粉料改性剂,玻璃微珠;乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油包括:端乙烯基侧含氢硅油,乙烯基低聚倍半硅氧烷,铂催化剂;所述粉料改性剂包括重量比为(5~15):(1~6):1的1~16个碳的硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷。本申请的动力电池灌封胶具有阻燃性能达到UL94V0、高导热性、超低粘度、低密度、优异的抗沉降性能,且陶瓷化过程开始速度快的优点。

Description

动力电池灌封胶及其制备方法
技术领域
本申请涉及灌封胶的领域,更具体地说,它涉及动力电池灌封胶及其制备方法。
背景技术
动力电池是能够为电动汽车、电动列车、电动自行车等提供动力来源的电源,多是采用多个锂电池组成单体电池包,电池板组成电池组,再由电池组构成电池板。汽车在高速运行中由于颠簸,电池的内部晃动比较厉害,需要使用灌封胶解决电池间连接固定的问题。
动力电池在使用过程中长期处于极端温度、冷热循环、湿气、沙尘、机械冲击和振动等恶劣环境下,使得对电池材料的要求日益提高。由于动力电池的特殊性,要求灌封胶具备足够优异的阻燃性能,通常加入大量的阻燃填料,以保障动力电池在遭遇撞击、短路和起火等特发情况时不会发生爆炸;此外,灌封胶应当具有良好的操作性,粘度较低、流动性好的灌封胶才能快速流入底部和缝隙中。
然而,由于灌封胶的填料和基础胶料的密度相差很大,使得填料很容易沉降并结块。因此,目前缺乏一种兼具优异的阻燃性能、低粘度、抗沉降性能好的灌封胶材料。
发明内容
为了制备出能够兼具优异的阻燃性、抗沉降性的低粘度灌封胶,本申请提供动力电池灌封胶及其制备方法。
本申请提供的动力电池灌封胶及其制备方法采用如下的技术方案:
第一方面,本申请提供动力电池灌封胶,采用如下的技术方案:
动力电池灌封胶,包括重量比为1:(0.5~3)的A组分和B组分,
按重量份数,A组分包括有以下组分:改性基料100份,含氢硅油1~7份,固化抑制剂0.01~0.1份;
按重量份数,B组分包括有以下组分:改性基料100份,铂催化剂0.5~2份;
所述改性基料包括如下重量份数的组分:乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油100份,导热填料100~1000份,粉料改性剂0.1~10份,玻璃微珠0~200份;
所述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油包括如下重量份数的组分:端乙烯基侧含氢硅油100份,乙烯基低聚倍半硅氧烷0.5~20份,铂催化剂0.5~2份;
所述粉料改性剂包括重量比为(5~15):(1~6):1的1~16个碳的硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷。
通过采用上述技术方案,乙烯基低聚倍半硅氧烷是由硅和氧组成的环状笼形分子,具有三维立体空间结构,将乙烯基低聚倍半硅氧烷与端乙烯基侧含氢硅油反应后得到的乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油,能够使得灌封胶在高温下实现陶瓷化,达到阻燃UL94V-0。
乙烯基低聚倍半硅氧烷自身的无机硅笼核受热分解形成-Si-O-类陶瓷阻隔层,即在灌封胶的外层形成致密、具有自支撑性的类陶瓷阻隔层,隔绝可燃气体的释放和外部热量进入内部进行热氧化反应,进而延缓灌封胶材料的进一步分解。
经过粉料改性剂混合处理后,能够加快灌封胶开始陶瓷化过程的速度,起到降低陶瓷阻隔层的起始温度、提高动力电池灌封胶的初始分解温度和5%失重温度和50%失重温度,从而缩短灌封胶受热开始分解与类陶瓷阻隔层开始形成的间隔时间、灌封胶在遇热分解产生炭层的发烟时间,使得陶瓷化过程不必在温度到达灌封胶的初始分解温度后才开始,使得陶瓷化过程与灌封胶的分解过程几乎同时发生,起到防护灌封胶的内部、减少灌封胶的失重量,提升阻燃性能的作用。
使用玻璃微珠处理能够使得灌封胶达到低密度0.6~2.5g/cm3,使电池组具有更高的能量密度,符合轻量化的发展趋势。此外,加入玻璃微珠后能够进一步缩短灌封胶受热开始分解与类陶瓷阻隔层开始形成的间隔时间,减少灌封胶在遇热分解产生炭层的发烟时间,从而进一步提升了陶瓷化阻燃的效率,减少了灌封胶的失重量。分析其原因在于,玻璃微珠能够进一步提升配方中各组分的相容性,同时增加乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油在基础胶料中的分散性,而玻璃微珠分散在基础胶料中,能够起到促进陶瓷化过程的作用,使得陶瓷化过程不必在温度到达灌封胶的初始分解温度后才开始,使得陶瓷化过程与灌封胶的分解过程几乎同时发生。
使用导热填料处理后制得的灌封胶获得高导热性,热导率最高达到4W/m·k。而使用粉料改性剂后,即使加入大量导热填料,制得的灌封胶的粘度仍维持在200-1000mPa·s的超低粘度范围内,且灌封胶的操作性和流动性好,便于快速流入电池板的内部和缝隙中。
一般来说,灌封胶静置2周左右就会出现明显的沉降,放置一个月就会有明显的结块,出现结块时灌封胶便很难分散均匀,会严重影响灌封胶的阻燃性能。
本申请的技术方案经过粉料改性剂对配方中改性基料的其他组分混合后,能够改善导热填料、玻璃微粉、乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油之间的相容性,改善了灌封胶的沉降、结块现象,获得良好的抗沉降性。
综上所述,本申请配方合理,在各组分的共同作用下,改善了有机硅灌封胶的黏度大、易沉降结块的问题,制备出具有超低粘度、低密度、高导热性、优异的阻燃性、抗沉降性能以及高效的陶瓷化过程的电池灌封胶。
可选的,所述玻璃微珠的粒径为1~60μm,密度为0.1~0.8g/cm3
通过采用上述技术方案,当玻璃微珠的粒径在上述范围时,获得的促进陶瓷化过程的效果明显,与配方中的其他组分具有较好的协同增效作用。
可选的,所述极性硅烷偶联剂采用叔氨基硅烷,羟烷基硅烷,乙烯基硅烷,苯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
通过采用上述技术方案,利用极性硅烷与料粉的表面的羟基反应来消除料粉表面的极性,从而增加料粉与基础胶料的共混性和分散性。
可选的,所述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的乙烯基含量为0.1~0.6%,粘度为50~5000mPa·S。
通过采用上述技术方案,当制备出的乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的乙烯基含量、粘度在上述范围时,制得的灌封胶的基础粘性和基础强度较合适,能够配合其他组分的产生较好的作用效果,且发挥出的陶瓷化阻燃效果极佳。
可选的,所述导热填料采用无规氧化铝、椭球氧化铝、球形氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌中的一种。
通过采用上述方案,上述导热填料均能够提升本申请的灌封胶的导热性,与其他组分配合均能够使灌封胶获得较高的热导率。
可选的,所述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的枝节率为0.1~10%。
通过采用上述方案,枝节率在上述范围时,乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油发挥的阻燃性能显著。
可选的,所述含氢硅油采用重量比为1:(0~10):(0~10)的高含侧氢硅油、低含侧氢硅油和端侧氢硅油,高含侧氢硅油的活性氢含量为0.2~0.8%,低含侧氢硅油的活性氢含量为0.01~0.18%,端侧氢硅油的活性氢含量为0.01~0.6%。
通过采用上述技术方案,采用一定重量比的高含侧氢硅油和低含侧氢硅油、端侧氢硅油配合,能够在增加灌封胶的粘接性的同时提高灌封胶的剪切强度。
第二方面,本申请提供一种用于制备上述动力电池灌封胶的制备方法,包括有以下步骤:
粉料改性剂的制备:将粉料改性剂的各组分混合搅拌均匀;
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的制备:将乙烯基低聚倍半硅氧烷通过Pt催化剂反应到端乙烯基侧含氢硅油的侧链,制得乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油;
改性基料的制备:将导热填料和玻璃微珠进行脱水搅拌,将导热填料和玻璃微珠加入乙烯基侧低聚倍半硅氧烷中,再加入粉料改性剂混合均匀,制得改性基料;
A组分的制备:在改性基料中加入固化抑制剂、含氢硅油,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得A组分;
B组分的制备:在改性基料中加入铂催化剂,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得B组分;
灌封胶的制备:将A组分和B组分混合均匀,真空脱泡,加热固化即制得动力电池灌封胶。
通过采用上述技术方案,本申请提出的动力电池灌封胶的制备方法简单,可使用于工业化生产;同时制备出的动力电池灌封胶具有优异的阻燃性和抗沉降性、高导热性、低密度、超低粘度。
可选的,灌封胶制备中真空脱泡时间为10~25分钟,加热固化的温度为50~70℃。
通过采用上述技术方案,能够有效去除制得的灌封胶内部的气泡,提高灌封胶的粘接力、热稳定性等综合性能。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、由于本申请采用制备乙烯基侧低聚倍半硅氧烷以及加入1~16个碳的硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷复合配方的粉料改性剂,利用粉料改性剂对改性基料的其他组分进行改性处理后,由于能够起到改善灌封胶的沉降、结块现象以及加快陶瓷化过程的作用,降低了陶瓷阻隔层的起始温度、提高动力电池灌封胶的初始分解温度,从而使得陶瓷化过程与灌封胶的分解过程几乎同时发生,获得了快速在灌封胶的外围反应形成一层致密的陶瓷阻隔层,阻止灌封胶的燃烧,从而降低了动力电池在遭遇撞击、短路和起火等特发情况时发生爆炸的概率。制备出具有超低粘度、优异的阻燃性、低密度、高导热、优异的抗沉降性能的灌封胶;2、本申请中优选加入玻璃微珠,由于进一步提升配方中各组分的相容性,获得了促进陶瓷化过程、进一步提升了灌封胶的阻燃效果,同时能够使灌封胶达到低密度0.6~2.5g/cm3,进而减轻动力电池的整体重量,符合电池轻量化的发展趋势。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
原料介绍
表1部分原料介绍
实施例
实施例1
动力电池灌封胶,包括重量比为1:3的A组分和B组分,按重量千克数,A组分包括有以下组分:改性基料100kg,含氢硅油7kg,固化抑制剂0.01kg;按重量千克数,B组分包括有以下组分:改性基料100kg,铂催化剂2kg;
改性基料包括如下重量千克数的组分:乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油100份,导热填料100份,粉料改性剂10份,玻璃微珠0份。其中,导热填料采用无规氧化铝。
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油包括如下重量份数的组分:端乙烯基侧含氢硅油100份,乙烯基低聚倍半硅氧烷0.5份,铂催化剂2份。
粉料改性剂包括重量比为5:6:1的十二烷基三甲氧基硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷。
其中,含氢硅油采用高含氢硅油;极性硅烷偶联剂采用苯基三甲氧基硅烷。
该动力电池灌封胶的制备方法包括有以下步骤:
粉料改性剂的制备:将粉料改性剂的各组分加入搅拌机中混合搅拌均匀;
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的制备:将乙烯基低聚倍半硅氧烷、铂催化剂和端乙烯基侧含氢硅油加入反应釜中混合均匀,通过将乙烯基低聚倍半硅氧烷通过铂催化剂反应到端乙烯基侧含氢硅油的侧链,制得乙烯基含量为0.1%,粘度为1000mPa·S的乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油;
改性基料的制备:将导热填料和玻璃微珠在120℃下进行脱水搅拌,将导热填料和玻璃微珠加入上述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷中,再加入粉料改性剂混合均匀,制得改性基料;A组分的制备:将制得的改性基料降温至60℃以下,向真空搅拌机中加入改性基料、固化抑制剂和含氢硅油,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得A组分;
B组分的制备:将制得的改性基料降温至60℃以下,向真空搅拌机中加入改性基料、铂催化剂,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得B组分;
灌封胶的制备:将A组分和B组分混合均匀,真空脱泡10min,50℃下加热固化即制得动力电池灌封胶。
实施例2
动力电池灌封胶,包括重量比为1:0.5的A组分和B组分,按重量千克数,A组分包括有以下组分:改性基料100kg,含氢硅油7kg,固化抑制剂0.01kg;按重量千克数,B组分包括有以下组分:改性基料100kg,铂催化剂2kg;
改性基料包括如下重量千克数的组分:乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油100份,导热填料1000份,粉料改性剂5份,玻璃微珠0份。导热填料采用球形氧化铝。
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油包括如下重量份数的组分:端乙烯基侧含氢硅油100份,乙烯基低聚倍半硅氧烷20份,铂催化剂0.5份。
粉料改性剂包括重量比为15:1:1的十六烷基三甲氧基硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷。
其中,含氢硅油采用重量比为1:10:1的高含侧氢硅硅油、低含侧氢硅油和端侧氢硅油;极性硅烷偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
该动力电池灌封胶的制备方法包括有以下步骤:
粉料改性剂的制备:将粉料改性剂的各组分加入搅拌机中混合搅拌均匀;
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的制备:将乙烯基低聚倍半硅氧烷、铂催化剂和端乙烯基侧含氢硅油加入反应釜中混合均匀,通过将乙烯基低聚倍半硅氧烷通过铂催化剂反应到端乙烯基侧含氢硅油的侧链,制得乙烯基含量为0.6%,粘度为5000mPa·S的乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油;
改性基料的制备:将导热填料和玻璃微珠在120℃下进行脱水搅拌,将导热填料和玻璃微珠加入上述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷中,再加入粉料改性剂混合均匀,制得改性基料;
A组分的制备:将制得的改性基料降温至60℃以下,向真空搅拌机中加入改性基料、固化抑制剂和含氢硅油,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得A组分;
B组分的制备:将制得的改性基料降温至60℃以下,向真空搅拌机中加入改性基料、铂催化剂,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得B组分;
灌封胶的制备:将A组分和B组分混合均匀,真空脱泡25min,70℃下加热固化即制得动力电池灌封胶。
实施例3
动力电池灌封胶,包括重量比为1:1的A组分和B组分,按重量千克数,A组分包括有以下组分:改性基料100kg,含氢硅油4kg,固化抑制剂0.05kg;按重量千克数,B组分包括有以下组分:改性基料100kg,铂催化剂1.25kg;
改性基料包括如下重量千克数的组分:乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油100份,导热填料500份,粉料改性剂5份,玻璃微珠0份。其中,导热填料采用氧化锌。
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油包括如下重量份数的组分:端乙烯基侧含氢硅油100份,乙烯基低聚倍半硅氧烷10份,铂催化剂1份。
粉料改性剂包括重量比为10:3.5:1的十二烷基三甲氧基硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷。
其中,含氢硅油采用重量比为1:10:10的高含侧氢硅硅油、低含侧氢硅油和端侧氢硅油;极性硅烷偶联剂采用重量比为1:1的苯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
该动力电池灌封胶的制备方法包括有以下步骤:
粉料改性剂的制备:将粉料改性剂的各组分加入搅拌机中混合搅拌均匀;
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的制备:将乙烯基低聚倍半硅氧烷、铂催化剂和端乙烯基侧含氢硅油加入反应釜中混合均匀,通过将乙烯基低聚倍半硅氧烷通过铂催化剂反应到端乙烯基侧含氢硅油的侧链,制得乙烯基含量为0.3%,粘度为50mPa·S的乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油;
改性基料的制备:将导热填料和玻璃微珠在120℃下进行脱水搅拌,将导热填料和玻璃微珠加入上述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷中,再加入粉料改性剂混合均匀,制得改性基料;A组分的制备:将制得的改性基料降温至60℃以下,向真空搅拌机中加入改性基料、固化抑制剂和含氢硅油,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得A组分;
B组分的制备:将制得的改性基料降温至60℃以下,向真空搅拌机中加入改性基料、铂催化剂,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得B组分;
灌封胶的制备:将A组分和B组分混合均匀,真空脱泡15min,60℃下加热固化即制得动力电池灌封胶。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于,按重量千克数,改性基料中还包括玻璃微珠200kg。
实施例5
实施例5与实施例3的区别在于,按重量千克数,改性基料中还包括玻璃微珠30kg。
实施例6
实施例6与实施例3的区别在于,按重量千克数,改性基料中还包括玻璃微珠18kg。
对比例
对比例1
对比例1与实施例3的区别在于,改性基料中不包含粉料改性剂。
对比例2
对比例2与实施例4的区别在于,改性基料中不包含粉料改性剂。
性能检测
对实施例1~6和对比例1、2制得的动力电池灌封胶进行阻燃等级测试、粘度、热稳定性、陶瓷化过程、发烟时间、抗沉降测试、密度测试、热导率测试。其中,阻燃等级测试采用将动力电池灌封胶灌注在平整模具中加热固化,制成试样,按照UL94测试其阻燃等级;抗沉降测试采用直径为0.8m*1.2m的胶筒,将A组分和B组分分别装入胶筒内,且A组分和B组分的体积均占胶筒体积的90%,在放置6个月后测试胶面的下降高度;
按照GB/T10247-2008标准测定灌封胶的粘度;热稳定性采用灌封胶的初始分解温度和5%失重温度进行表征,5%失重温度即灌封胶材料的质量损失5%时的热分解温度,采用热重分析(TGA)测定灌封胶的5%失重温度;形成陶瓷阻隔层的初始温度采用观察灌封胶发烟速度减缓、发烟量开始减少时的温度表征。热导率测试采用ISO 22007-2-2015第2部分瞬态平面热源法测试。
表2动力电池灌封胶的性能测试结果
根据表2记载的性能测试结果,由实施例1~6可以看出,本申请的配方能够制备出粘度范围在1000~4200内的超低粘度的动力电池灌封胶,且阻燃等级均能够达到UL94 V0,且热分解温度和5%失重温度较高,A组分和B组分的抗沉降性能优异,在6个月后的沉降高度均保持在1cm以下。且灌封胶的热导率达到最高4W/m·k,且达到低密度0.6~2.5g/cm3
与实施例1~3对比,实施例4~6中,加入玻璃微珠后,制得的动力电池灌封胶的形成陶瓷阻隔层的初始温度进一步降低,且发烟时间同步缩短,进一步提升了灌封胶的阻燃性,减少灌封胶基体的损失,提升电池的安全性。
与对比例1对比,实施例1~3中采用粉料改性剂加热改性基料进行改性处理是必要的,经过粉料改性剂改性处理后的配方,能够大幅缩短灌封胶的初始热分解温度与陶瓷阻隔层开始形成的间隔时间,同时缩短灌封胶在遇热分解产生炭层过程中的发烟时间,使得陶瓷化过程不必在温度到达灌封胶的初始分解温度后才开始,使得陶瓷化过程与灌封胶的分解过程同时发生或提前发生,起到防护灌封胶的内部、减少灌封胶的失重量的效果。
与对比例2相对,实施例4~6中采用粉料改性剂对改性基料进行改性处理后,玻璃微珠才能起到进一步缩短灌封胶的初始热分解温度与陶瓷阻隔层开始形成的间隔时间、发烟时间的效果,从而提升灌封胶的阻燃性能。
上述具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本申请做出没有创造性贡献的修改,但均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.动力电池灌封胶,其特征在于,包括重量比为1:(0.5~3)的A组分和B组分,
按重量份数,A组分包括有以下组分:改性基料100份,含氢硅油1~7份,固化抑制剂0.01~0.1份;
按重量份数,B组分包括有以下组分:改性基料100份,铂催化剂0.5~2份;
所述改性基料包括如下重量份数的组分:乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油100份,导热填料100~1000份,粉料改性剂0.1~10份,玻璃微珠0~200份;
所述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油包括如下重量份数的组分:端乙烯基侧含氢硅油100份,乙烯基低聚倍半硅氧烷0.5~20份,铂催化剂0.5~2份;
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的制备:将乙烯基低聚倍半硅氧烷通过铂催化剂反应到端乙烯基侧含氢硅油的侧链,制得乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油;
所述粉料改性剂包括重量比为(5~15):(1~6):1的1~16个碳的硅烷、极性硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷;
所述极性硅烷偶联剂采用叔氨基硅烷,羟烷基硅烷,乙烯基硅烷,苯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种;
所述玻璃微珠的粒径为1~60μm,密度为0.1~0.8g/cm3
2.根据权利要求1所述的动力电池灌封胶,其特征在于:所述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的乙烯基含量为0.1~0.6%,粘度为50~5000mPa•s。
3.根据权利要求1所述的动力电池灌封胶,其特征在于:所述导热填料采用无规氧化铝、椭球氧化铝、球形氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌中的一种。
4.根据权利要求1所述的动力电池灌封胶,其特征在于:所述乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的枝节率为0.1~10%。
5.根据权利要求1所述的动力电池灌封胶,其特征在于:所述含氢硅油采用重量比为1:(0~10):(0~10)的高含侧氢硅油、低含侧氢硅油和端侧氢硅油,高含侧氢硅油的活性氢含量为0.2~0.8%,低含侧氢硅油的活性氢含量为0.01~0.18%,端侧氢硅油的活性氢含量为0.01~0.6%。
6.一种权利要求1~5任意一项所述的动力电池灌封胶的制备方法,其特征在于:包括有以下步骤:
粉料改性剂的制备:将粉料改性剂的各组分混合搅拌均匀;
乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油的制备:将乙烯基低聚倍半硅氧烷通过铂催化剂反应到端乙烯基侧含氢硅油的侧链,制得乙烯基侧低聚倍半硅氧烷硅油;
改性基料的制备:将导热填料和玻璃微珠进行脱水搅拌,将导热填料和玻璃微珠加入乙烯基侧低聚倍半硅氧烷中,再加入粉料改性剂混合均匀,制得改性基料;
A组分的制备:在改性基料中加入固化抑制剂、含氢硅油,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得A组分;
B组分的制备:在改性基料中加入铂催化剂,搅拌均匀,真空脱出气泡,制得B组分;
灌封胶的制备:将A组分和B组分混合均匀,真空脱泡,加热固化即制得动力电池灌封胶。
7.根据权利要求6所述的动力电池灌封胶的制备方法,其特征在于:灌封胶制备中真空脱泡时间为10~25分钟,加热固化的温度为50~70℃。
CN202210887481.7A 2022-07-26 2022-07-26 动力电池灌封胶及其制备方法 Active CN115058229B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210887481.7A CN115058229B (zh) 2022-07-26 2022-07-26 动力电池灌封胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210887481.7A CN115058229B (zh) 2022-07-26 2022-07-26 动力电池灌封胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115058229A CN115058229A (zh) 2022-09-16
CN115058229B true CN115058229B (zh) 2024-04-05

Family

ID=83206025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210887481.7A Active CN115058229B (zh) 2022-07-26 2022-07-26 动力电池灌封胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115058229B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115612446B (zh) * 2022-10-27 2024-01-26 江西蓝星星火有机硅有限公司 灌封用导热加成型有机硅组合物
CN115772380B (zh) * 2022-12-23 2024-05-28 郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司 一种低密度灌封胶及其制备方法
CN115975596B (zh) * 2023-03-20 2023-07-18 淄博国创中心先进车用材料技术创新中心 双组分有机硅灌封胶及其制备方法
CN116103015A (zh) * 2023-03-29 2023-05-12 广州市垠瀚能源科技有限公司 一种灌封胶及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102977613A (zh) * 2012-12-17 2013-03-20 肇庆皓明有机硅材料有限公司 一种无卤阻燃硅橡胶的制备方法
WO2016090574A1 (zh) * 2014-12-10 2016-06-16 深圳市森日有机硅材料有限公司 一种全透明液体硅橡胶组合物
CN106147698A (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 广州市高士实业有限公司 光伏组件接线盒用导热阻燃有机硅灌封胶及制备方法
CN106867444A (zh) * 2017-02-23 2017-06-20 广州市白云化工实业有限公司 汽车动力电池用低比重阻燃导热灌封胶及其制备方法
CN114686160A (zh) * 2022-04-28 2022-07-01 成都硅宝科技股份有限公司 一种光伏叠瓦组件用无溶剂高韧性有机硅导电胶及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102977613A (zh) * 2012-12-17 2013-03-20 肇庆皓明有机硅材料有限公司 一种无卤阻燃硅橡胶的制备方法
WO2016090574A1 (zh) * 2014-12-10 2016-06-16 深圳市森日有机硅材料有限公司 一种全透明液体硅橡胶组合物
CN106147698A (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 广州市高士实业有限公司 光伏组件接线盒用导热阻燃有机硅灌封胶及制备方法
CN106867444A (zh) * 2017-02-23 2017-06-20 广州市白云化工实业有限公司 汽车动力电池用低比重阻燃导热灌封胶及其制备方法
CN114686160A (zh) * 2022-04-28 2022-07-01 成都硅宝科技股份有限公司 一种光伏叠瓦组件用无溶剂高韧性有机硅导电胶及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
八乙烯基聚倍半硅氧烷增强的加成型模具硅橡胶的制备;王金莲等;《中国胶粘剂》;第26卷(第5期);第52-55页 *
段予忠.《塑料改性(再版)》.科学技术文献出版社,1992,第32页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115058229A (zh) 2022-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115058229B (zh) 动力电池灌封胶及其制备方法
CN104804705A (zh) 低释气量加成型无卤阻燃导热有机硅灌封胶及其制备方法
CN114316880A (zh) 一种低密度高导热的聚氨酯结构胶
CN113136140B (zh) 一种有机硅防火隔热涂层及其制备方法
CN107815287B (zh) 一种含有阻燃剂的基于相变微胶囊的导热灌封硅胶及其制备方法
JP2011208007A (ja) 樹脂複合組成物及びその用途
CN114032063B (zh) 高导热低粘度双组分有机硅灌封胶及其制备方法
CN111394055B (zh) 有机硅灌封胶、制备方法及新型电驱动马达
CN108912688A (zh) 一种新能源汽车电池灌封材料及其制备方法
CN112500789A (zh) 一种延缓锂电池热扩散用的防火隔热涂料及其制备方法
CN112679962A (zh) 一种有机硅阻燃剂和安全锂电池组用阻燃有机硅橡胶及其制备方法
CN110591382A (zh) 低密度无卤阻燃石墨烯导热硅胶及其制备方法
KR102075461B1 (ko) 고방열 액상 실리콘 조성물
CN112063150A (zh) 一种高导热低热阻高散热导热硅凝胶及其制备方法
CN108484983A (zh) 一种具有高效阻燃性能的赤泥-微硅粉复合橡胶填料及其制备方法
CN113881230A (zh) 一种动力电池隔热用陶瓷化硅橡胶及其制备方法
CN112501921A (zh) 一种有机硅涂料及其制备方法
CN113122180A (zh) 一种耐火可陶瓷化的有机硅发泡密封胶及其制备方法
CN115975596B (zh) 双组分有机硅灌封胶及其制备方法
CN114621726A (zh) 一种低密度超高流动性导热灌封胶及其制备方法
CN110183853A (zh) 一种阻燃高导热有机硅灌封复合材料及其制备方法
CN115746796A (zh) 一种柔性阻燃定形相变材料的制备方法
CN114921222A (zh) 防火导热高强度性能稳定的有机硅灌封胶及其制备方法
CN114525105A (zh) 一种光伏接线盒用双组份有机硅灌封胶及其制备方法
CN111117558B (zh) 一种低密度导热型有机硅电子灌封胶及其制备方法

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