导电胶及其制备方法、锂离子电池与流程

本申请涉及电池，尤其涉及一种导电胶及其制备方法、锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池自20世纪末实现商业化以来，以其具有能量密度大、质量轻、寿命长且无记忆性等诸多优点，被广泛应用电子设备领域以及电动汽车中，但要满足电子设备或电动汽车的使用要求，电池的循环、倍率、安全性能都尤为重要，其中，影响电池性能的重要因素之一，则是电池中起连接作用的导电胶。

2、导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂，它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。但常规的导电胶存在体积电阻率较高的问题，进而导致所制备锂离子电池的内阻偏高。

3、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种导电胶及其制备方法、锂离子电池，旨在解决常规的导电胶的体积电阻率较高的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种导电胶制备方法，以重量份数计，所述导电胶制备方法包括以下步骤：

3、将10-40份聚氨酯改性环氧树脂、0.1-20份有机溶剂和0.1-10份固化剂依次加入搅拌釜中，搅拌至均匀，得到第一胶液；

4、对所述第一胶液进行真空干燥，得到第二胶液；

5、将0.1-18份离子液体加入研钵中，并将60-80份导电填料分批次加入所述研钵中进行研磨，以得到第三胶液，其中，所述导电填料为石墨粉末与微米级金属导电填料和/或纳米级金属导电填料的混合填料；

6、将所述第三胶液和所述第二胶液混合并超声分散2-6 h，制得导电胶。

7、可选地，以重量份数计，所述聚氨酯改性环氧树脂的制备方法包括：

8、将2,4-甲苯二异氰酸酯三聚体和聚丙二醇加入反应容器中，搅拌至均匀，并在60-80 ℃下反应2-4 h，制得聚氨酯预聚物，其中，以摩尔比计，2,4-甲苯二异氰酸酯三聚体：聚丙二醇=(1-3)：(1-2)；

9、将9-25份所述聚氨酯预聚物和75-91份双酚a二缩水甘油醚加入反应容器中，在100-120 ℃下保温3-8 h进行接枝共聚反应，制得所述聚氨酯改性环氧树脂。

10、可选地，所述微米级金属导电填料为平均粒径为1-6 μm的片状银包铜粉或银粉，所述纳米级金属导电填料为平均粒径为20-55 nm的球状银包铜粉或银粉。

11、可选地，所述离子液体包括：深共晶溶剂、三丁基(乙基)鏻二乙基膦酸盐、三己基十四烷基膦双(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺盐和1-丁基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐中的一种或多种。

12、可选地，所述固化剂包括：甲基六氢邻苯二甲酸酐、4,4′-亚甲基双(2-甲基环己胺)、六氢-4甲基邻苯二甲酸酐和二乙基甲苯二胺中的一种或多种。

13、可选地，所述有机溶剂包括：乙二醇、乙腈、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺和碳酸丙烯酯中的一种或多种。

14、可选地，所述搅拌釜的搅拌温度为40-70℃。

15、可选地，所述真空干燥的温度为70-100℃。

16、本申请还提供一种导电胶，所述导电胶通过上述导电胶制备方法制得。

17、本申请还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括电池本体和位于所述电池本体两端面的正极端和负极端，其中，在所述正极端和/或负极端上均设置有通过上述导电胶制备方法制得的导电胶。

18、本申请公开了一种导电胶及其制备方法、锂离子电池，通过将10-40份聚氨酯改性环氧树脂、0.1-20份有机溶剂和0.1-10份固化剂依次加入搅拌釜中，搅拌至均匀，得到第一胶液；进而对第一胶液进行真空干燥，得到第二胶液；通过真空干燥，以消除第一胶体在搅拌过程中引入的气泡，使导电胶体系内不会产生空穴，以获得均质的胶液，使界面结合力更强，固化更快，进而提升导电胶的粘度与强度；并且，聚氨酯与环氧树脂的环氧链交织，形成交联的网格结构，当导电胶受到应力时，网络的结构可以分散应力，提升导电胶的拉伸强度，使其具有优异的力学性能，而聚氨酯中的柔性基团嵌入环氧树脂中，使得导电胶的固化收缩率减小，进而提升其导电性能，为导电胶体系中松散的导电填料的微粒提供导电通道；进而将0.1-18份离子液体加入研钵中，并将60-80份导电填料分批次加入研钵中进行研磨，以得到第三胶液，其中，导电填料为石墨粉末与微米级金属导电填料和/或纳米级金属导电填料的混合填料；通过使用含有石墨碳粉和金属导电填料的混合填料，以石墨碳粉的加入创造还原环境，进而避免因金属导电填料氧化而导致导电胶的电阻率增加的情况的发生，并通过纳米级金属导电填料填补微米级金属导电填料之间的空隙，辅助导电网络的形成，以提升导电胶的电导率，降低体积电阻率；使导电填料与离子液体之间得到充分研磨，以促进导电填料在离子液体中的分散，避免导电剂的聚集，提升导电胶的均一性；进而将第三胶液和第二胶液混合并超声分散2-6 h，制得导电胶；通过以离子液体为溶剂，率先与导电填料混合，能够首先发挥离子液体作为分散剂的作用，使胶液内导电填料间的距离更均匀，减少颗粒团聚，以提升导电填料与其他组份之间的相容性，进而降低所制备导电胶的体积电导率；而离子液体又可作为固化剂与导电胶体系中的固化剂一起发挥固化作用，促进聚氨酯改性环氧树脂的进一步固化，进而提高导电胶的体积收缩率，从而进一步提高导电胶的导电性能；而导电胶体系中有机溶剂的加入，能够降低导电胶的黏度，提升导电填料的导电微粒以及离子液体中离子的迁移速率，从而进一步提升导电胶的导电性能。

技术特征：

1.一种导电胶制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述制备方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的导电胶制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述聚氨酯改性环氧树脂的制备方法包括：

3.如权利要求2所述的导电胶制备方法，其特征在于，所述微米级金属导电填料为平均粒径为1-6 μm的片状银包铜粉或银粉，所述纳米级金属导电填料为平均粒径为20-55 nm的球状银包铜粉或银粉。

4.如权利要求3所述的导电胶制备方法，其特征在于，所述离子液体包括：深共晶溶剂、三丁基(乙基)鏻二乙基膦酸盐、三己基十四烷基膦双(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺盐和1-丁基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的导电胶制备方法，其特征在于，所述固化剂包括：甲基六氢邻苯二甲酸酐、4,4′-亚甲基双(2-甲基环己胺)、六氢-4甲基邻苯二甲酸酐和二乙基甲苯二胺中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的导电胶制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括：乙二醇、乙腈、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺和碳酸丙烯酯中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的导电胶制备方法，其特征在于，所述搅拌釜的搅拌温度为40-70℃。

8.如权利要求7所述的导电胶制备方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为70-100℃。

9.一种导电胶，其特征在于，所述导电胶通过如权利要求1-8任一项所述方法制得。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括电池本体和位于所述电池本体两端面的正极端和负极端，其中，在所述正极端和/或负极端上均设置有如权利要求1-8任一项所述方法制得的导电胶。

技术总结
本申请公开了一种导电胶及其制备方法、锂离子电池，属于电池技术领域。以重量份数计，导电胶制备方法包括：将10‑40份聚氨酯改性环氧树脂、0.1‑20份有机溶剂和0.1‑10份固化剂依次加入搅拌釜中，搅拌至均匀，得到第一胶液；对所述第一胶液进行真空干燥，得到第二胶液；将0.1‑18份离子液体加入研钵中，并将60‑80份导电填料分批次加入所述研钵中进行研磨，以得到第三胶液，其中，所述导电填料为石墨粉末、微米级金属导电填料和纳米级金属导电填料的混合填料；将所述第三胶液和所述第二胶液混合并超声分散2‑6 h，制得导电胶。申请解决了常规的导电胶的体积电阻率较高的技术问题。

技术研发人员：江宇辉,刘诚,陈殷
受保护的技术使用者：深圳市中欧新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14