一种新能源电池胶、制备方法及其应用与流程

本技术涉及新能源电池领域，更具体地说，它涉及一种新能源电池胶、制备方法及其应用。

背景技术：

1、电池涂料一般为粉末涂料和喷涂聚脲制得，粉末涂料且需要较长高温烘烤，并且基材前处理麻烦，并且由于材料的迭代和轻量化需求，部分基材并不适合长时间的高温烘烤；喷涂聚脲由于反应太快，对基材的附着力不够，一般需要配套底漆，且喷涂聚脲干速过快，一道施工厚度较高，内部应力易导致基材变形及局部脱层。

2、因此，如何得到一种高强度、抗冲击、耐高温、对基材附着力好、不易形变脱层的新能源电池胶，是一个有待解决的问题。

技术实现思路

1、为了制备一种高强度、抗冲击、耐高温、对基材附着力好、不易形变脱层的新能源电池胶，本技术提供一种新能源电池胶、制备方法及其应用。

2、第一方面，本技术提供一种新能源电池胶，采用如下的技术方案：

3、一种新能源电池胶，包含主剂和固化剂；

4、主剂包含以下重量份的原料：聚天门冬氨酸酯树脂10-20份、改性天冬聚脲树脂10-30份、分散剂0.1-1份、防沉剂0.2-2份、阻燃剂5-15份、炭黑0.1-1份、滑石粉10-15份、硅微粉10-30份、中空玻璃微珠3-8份、分子筛0.5-2份、偶联剂1-4份、消泡剂0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份。

5、通过采用上述技术方案，以聚天门冬氨酸酯树脂、改性天冬聚脲树脂为基础树脂制备胶料，胶料属无溶剂体系的液体，并且储存稳定，对潮气不敏感，能够使胶料在喷涂时粘度较低，具有易于施工的优点；而胶料喷涂后能够快速反应形成强度较高的胶层，胶层具有较好的低温柔韧性和抗冲击性；并且主剂与固化剂反应活性较高，在免烘烤的条件下也能实现快速固化，能够提高胶层干燥效果；同时聚天门冬氨酸酯树脂、改性天冬聚脲树脂中柔性链段可以消除刚性链段的内应力，可以降低电池胶在低温下的脆性，有利于低温冲击，并配合炭黑、滑石粉、硅微粉、中空玻璃微珠、分散剂等原料，便于填料均匀分散在胶料中，进一步提高胶料形成的胶层强度和抗冲击性能，特别是低温下也具有较好的抗冲击性能；配合偶联剂和消泡剂，能够降低胶料中的气泡和气孔数量，从而保证胶料均匀度，具有较好均匀度的同时不易出现脱层问题，而且更有利于提高胶层的绝缘性，保护电池安全。

6、优选的，所述聚天门冬氨酸酯树脂选用深圳飞扬骏研新材料股份有限公司f220。

7、通过采用上述技术方案，使胶料具有高固低粘的效果，并且胶层柔韧度较好，流平性和光泽度较高，同时具有优异的耐候性、耐水性、耐溶剂、耐酸碱、耐盐雾性、耐磨性等优点，对电池具有较高的附着稳定性。

8、优选的，所述改性天冬聚脲树脂为含亚胺基改性天门冬氨酸酯树脂，结构通式为：

9、通过采用上述技术方案，亚胺基替代部分天冬结构中的酯键，能有效提高体系的耐水性；亚胺基改性天门冬氨酸酯树脂较常规天冬结构更稳定，具有较高的强度，并且此结构相比直接添加的酮亚胺/醛亚胺等具有更好的储存稳定性。

10、优选的，所述改性天冬聚脲树脂的取代基含量为20-50％。

11、通过采用上述技术方案，限定亚胺基取代量，使胶料不易对潮气敏感，本身的n-h基团不水解也能与异氰酸酯反应，保证了低湿度和高膜厚下胶层性能的稳定，从而使胶料即使厚涂2mm也不会出现起泡及内部不干的问题。

12、而更高的亚胺取代基含量虽然能够提高胶层的强度，但是高强度也带来了高脆性，应用在新能源电池胶上后胶层的低温冲击性能和耐磨性下降；并且高含量的取代基使胶层对潮气敏感，胶层吸湿不仅影响胶层的干燥速度，并且较多的亚胺基水解生成伯胺会明显催化反应速度，并导致厚胶层内部起泡，特别是在湿度较高的条件下，涂膜厚度超过400微米就很容易产生内部发泡；气泡的产生不仅影响了胶层的强度、粘附稳定性，而且还容易出现脱层的问题。

13、优选的，所述固化剂包含如下重量份的原料：三聚体固化剂25-75份、预聚体固化剂25-75份。

14、优选的，所述三聚体固化剂为hdi三聚体，选自旭化成tpa-100或者万华的ht600或ht300中的一种，所述预聚体固化剂选自深圳飞扬骏研新材料股份有限公司的gb963a-100、gb902-100中的一种或两种。

15、通过采用上述技术方案，利用三聚体固化剂较好的拉拔附着力和结构强度，配合预聚体固化剂较好的低温稳定性，使胶料中主剂与固化剂反应后形成高强度、高韧性、年高温、不易形变脱层、对基材附着力好的胶层。

16、第二方面，本技术提供一种新能源电池胶的制备方法，采用如下的技术方案：

17、一种新能源电池胶的制备方法，包括以下步骤：

18、称取聚天门冬氨酸酯树脂、改性天冬聚脲树脂与分散剂混合均匀后，添加防沉剂，经搅拌分散，然后添加阻燃剂、炭黑、滑石粉、硅微粉、中空玻璃微珠、分子筛混合搅拌均匀，制得混合料；最后添加偶联剂、消泡剂、流平剂，混合均匀后，包装，得到主剂；

19、控制生产湿度＜85％，配置固化剂，包装。

20、通过采用上述技术方案，使原料均匀混合的同时，保证胶料的低粘度和流动性，便于胶料涂覆的同时，使胶料同时具有高强度、抗冲击、耐高温、对基材附着力好、不易形变脱层的优点。

21、优选的，所述搅拌分散的转速为2500-3000r/min，分散时间为5-10min。

22、通过采用上述技术方案，限定搅拌速度和分散时间，保证粉体填料均匀分散，均匀分散的粉体材料与主剂混合均匀后，利用固化剂的交联效果，便于将粉体填料较为稳定的填充在交联网络结构内部，从而提高胶层强度、抗冲击性的同时，阻止胶层起泡。

23、第三方面，本技术提供一种新能源电池胶的应用，采用如下的技术方案：

24、一种新能源电池胶的应用，主剂和固化剂经预热至60-68℃后，在1800-2500psi的压力条件下，依次经过初混、静态混合，最后经雾化喷涂到电池表面，干燥后主剂和固化剂在电池表面形成电池胶。

25、通过采用上述技术方案，胶料经过预热后，在压力作用下进行对撞混合，限定其加热温度和压力，平衡了温度和动态压力，保证胶料能够被喷涂；然后经混合叶轮的剪切处理配合防沉剂的剪切稀释效果，使得胶料变稀，便于胶料雾化喷涂到基材表面，而喷涂后主剂和固化剂的高活性部分有限增稠，协同剪切消失触变重新产生，实现湿膜厚涂后在电池表面不易发生流动流淌问题，保证了胶料的附着均匀度和附着稳定性，从而实现喷涂时低粘度易于均匀喷涂，喷涂后厚涂不流挂的优点。

26、优选的，所述电池胶膜层厚度为1-2mm。

27、通过采用上述技术方案，较厚的膜层能够进一步保护电池，而胶料也能够实现厚涂不流挂的优点。

28、综上所述，本技术具有以下有益效果：

29、1、以聚天门冬氨酸酯树脂、改性天冬聚脲树脂为基础树脂制备胶料，由于主剂和固化剂为无溶剂产品且具有高固低粘的特性，所制得的胶料又具有剪切变稀的特点，所以喷涂时粘度低，具有易于施工的特点；改性天冬树脂可以保证体系储存稳定，对潮气不敏感，对不同湿度施工环境均可适应，能够使胶料在喷涂时粘度较低，具有易于施工的优点；而胶料喷涂后能够快速反应形成强度较高的胶层，胶层具有较好的低温柔韧性和抗冲击性；聚天门冬氨酸酯树脂、改性天冬聚脲树脂中柔性链段可以消除刚性链段的内应力，使胶料形成的胶层结构致密度较高，具有较好的抗冲击效果，配合炭黑、滑石粉、硅微粉、中空玻璃微珠、分散剂等原料，便于填料均匀分散在胶料中，进一步提高胶料形成的胶层强度和抗冲击性能，特别是低温下也具有较好的抗冲击性能；配合偶联剂和消泡剂，能够降低胶料中的气泡和气孔数量，从而保证胶料均匀度，具有较好均匀度的同时不易出现脱层问题。

30、2、聚天门冬氨酸酯树脂f220具有较快的反应速度，搭配三聚体固化剂可以实现5分钟压干，15分钟包装下线，较低的粘度，适合做无溶剂体系；其线性结构搭配hdi三聚体/hdi预聚体的柔性链段具有较好的伸长率和回弹性，从而提供了较好的低温冲击性能，但单独使用强度不够高，高温易回粘。

31、3、亚氨基的取代基含量为30％左右，使得胶料喷涂时接触空气发泡风险较小，特别是快干厚涂体系中，生成的二氧化碳能够及时排除，配合分子筛的多孔结构以及消泡剂，进一步促进胶料中的气体流失，从而使后胶层具有快干效果的同时不易起泡；同时使胶料具有耐温变、较低的冲击形变，较好的低温冲击性能。

32、4、利用雾化喷涂的手段，不仅能够提高胶料在电池表面的分散均匀性，而且利于高活性的f220快速反应有限增稠结合防沉剂的触变性，使反应较快的主剂和固化剂能够在喷涂前粘度较低易于喷涂，喷涂后迅速恢复触变提高防流挂性能，从而使胶料快干的同时实现厚涂不流挂的优点。

33、5、在喷涂过程中，限定60-68℃的温度和压力，有助于胶料的充分混合及雾化，并促进胶料被雾化喷涂；如果压力较低，容易出现雾化不良的问题，压力过高容易产生扰动胶层流平的气流，从而影响胶层表面平整度的同时还容易使胶层表面产生气泡；低温不利于降粘及雾化，更高温度对组分的稀释作用无明显提升，甚至导致部分小分子挥发，同时更高温度设备复杂性和安全性存疑。