一种二次电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及锂离子电池领域，具体讲，涉及一种含有导热胶的二次电池及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境友好及可再生产等诸多优点，目前 己被广泛应用于各类消费电子产品中。但是，由于锂离子的化学体系不尽相同，以过度充电 (overcharge)为代表的滥用安全性能是锂离子电池面临的重要困难。目前常用的提高理离 子电池在滥用时的安全性的措施是通过外接保护装置，这种措施可以在很大程度上提高理 离子电池在滥用时的安全性。
[0003] 目前，商用锂离子电池一般在电池外部焊接温度保险丝、断路器、PTC等作为安全 保护装置，当电池由于滥用导致产热并温度上升时，电池主体的热量传导给温度保险丝，当 温度高于温度保险丝的触发温度时，保险丝便会断开，切断电路，保证电池的安全性。
[0004] 目前市场上主要采用双面胶进行粘接，其具有导热性差、粘接性不足的缺陷。针对 现有技术中存在的缺陷和不足，特提出本申请。
【发明内容】
[0005] 本申请的首要发明目的在于提出一种含有导热胶的二次电池。
[0006] 本申请的第二发明目的在于提出该二次电池的制备方法。
[0007] 为了完成本申请的发明目的，采用的技术方案为：
[0008] 本申请涉及一种二次电池，包含电芯、固定在电芯上的安全部件以及位于电芯和 安全部件之间的导热胶，所述导热胶中含有热熔胶、硅胶类粘结剂或环氧树脂类粘结剂中 的至少一种以及导热填料。
[0009] 优选的，所述导热填料选自金属、金属氧化物、碳材料、氮化物、碳化物、硅材料中 的至少一种；
[0010]优选的，所述金属选自银、铜或锡中的至少一种；
[0011]优选的，所述金属氧化物选自氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛、SnOy中的至少一 种，0<y<2;
[0012] 优选的，所述碳材料选自硬碳、软碳、中间相炭微球、碳纳米管、石墨、石墨稀的至 少一种；
[0013] 优选的，所述氮化物选自氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛中的至少一种；
[0014] 优选的，所述碳化物选自碳化娃、碳化妈中的至少一种；
[00?5] 优选的，所述娃材料选自Si、SiOx中的至少一种，0<x仝2。
[0016] 优选的，所述导热填料的导热系数为lW/mK~10000W/mK，优选20W/mK~6000W/mK。
[0017] 优选的，所述导热填料的粒径为lnm~100μπι，或所述导热填料中含有粒径大于等 于lnm且小于Ιμπι的导热填料颗粒与粒径大于等于Ιμπι且小于等于50μηι的导热填料颗粒。
[0018]优选的，所述导热填料占所述导热胶的质量百分比1 %~99%，优选20~75 %。 [0019]优选的，所述热熔胶选自聚氨酯热熔胶、EVA热熔胶、聚酰胺热熔胶、聚酯热熔胶、 聚乙烯热熔胶、聚酯酰胺热熔胶、苯乙烯系热塑性弹性体的至少一种;优选的，所述聚氨酯 热熔胶选自异氰酸酯聚氨酯预聚体;优选的，所述苯乙烯系热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物；
[0020]所述硅胶类粘结剂选自硅胶；
[0021 ]所述环氧树脂类粘结剂中含有环氧树脂。
[0022]优选的，所述导热胶中还含有增粘剂、抗氧剂、催化剂、粘度调节剂中的至少一种。 [0023]优选的，所述导热胶的熔融粘度为1000~IX 106CPs，初粘性为0.5~100N，剥离强 度为0.1~20N/3mm，融化温度为120~190°C，导热系数为0.1~10000W/m ;优选的，所述导热 胶的熔融粘度为1000~20000CPS，初粘性为0.5~60N，剥离强度为0.5~10N/3mm，融化温度 为150~190°C，导热系数为0.1~100W/mK。
[0024] 优选的，所述导热胶的面积为1mm2~500mm2,所述导热胶的厚度为0.01mm~10mm 〇
[0025] 本申请还涉及该二次电池的制备方法，具体为:在所述安全部件上施加所述导热 胶，或在电芯上施加所述导热胶，施加0.1~100N的压力使安全部件与电芯粘接。
[0026] 本申请所能达到的有益技术效果为：
[0027] 1、本申请的二次电池通过在胶中添加导热填料制备得到导热胶，该导热胶具有良 好的导热性能，优选的，导热胶的导热系数为〇. 1~l〇〇W/mK范围内，从而把电芯热量快速传 递给安全部件使其温度能够与电芯内保持同步并快速断开从而保护电芯，改善过充安全性 能；
[0028] 2、本申请二次电池中的导热胶的初粘力较强，依靠其强的粘接性使安全部件与电 芯保持良好接触，避免了电芯在滥用条件下发生胀气或变形时导热胶脱离电芯表面；
[0029] 3、本申请二次电池的导热胶可采用喷涂工艺将其喷到电芯放置安全部件位置来 把安全部件与电池良好的粘接起来，实现定量定位布胶，并且本申请的导热胶初粘力强提 高了生产效率，量产工艺连贯可靠满足量产工艺要求。
【附图说明】
[0030] 图1为热熔胶凝固与粘接时的机理图；
[0031 ]图2为实施例1在过充时温度、电压、电流随时间温度的变化曲线；
[0032]图3为对比例2在过充时温度、电压、电流随时间温度的变化曲线。
[0033] 下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请 而不用于限制本申请的范围。
【具体实施方式】
[0034] 本申请涉及一种二次电池，包含电芯、固定在电芯上的安全部件以及位于电芯和 安全部件之间的导热胶;本申请的导热胶主要由基材和导热填料组成，基材选自热熔胶、硅 胶类粘结剂或环氧树脂类粘结剂中的至少一种其中，安全部件包含断路器、PTC(Positive Temperature Coefficient)和保险丝。
[0035] 作为本申请二次电池的一种改进:导热填料选自金属、金属氧化物、碳材料、氮化 物、碳化物、硅材料中的至少一种。
[0036] 作为本申请二次电池的一种改进:金属为金属粉末，并选自银、铜或锡中的至少一 种；
[0037] 优选的，金属氧化物选自氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛、SnOy中的至少一种，0< y<2；
[0038] 优选的，碳材料选自硬碳、软碳、中间相炭微球、碳纳米管、石墨、石墨烯中的至少 一种；
[0039] 优选的，氮化物选自氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛中的至少一种；
[0040] 优选的，碳化物选自碳化娃、碳化妈中的至少一种；
[0041 ] 优选的，娃材料选自Si、SiOx中的至少一种;其中，0<x < 2。
[0042]本申请中的导热填料还可以为含有上述化合物的天然矿物。
[0043] 作为本申请二次电池的一种改进：导热填料的导热系数为lW/mK~10000W/mK(25 °C)，优选20~6000W/mK(25°C)，更优选为20~5000W/mK(25°C)。如果导热填料的导热系数 过小，则对导热胶的导热性能无显著影响，或需要添加的量过大，会影响导热胶的粘结性能 和力学性能。
[0044] 作为本申请二次电池的一种改进:导热填料的粒径lnm~100μπι，本申请中的粒径 指填料的中值粒径。如果粒径过大会导热填料填充度不够，导热率不高，粒径过小加工性能 偏差。
[0045] 或所述导热填料中含有粒径大于等于lnm且小于Ιμπι的导热填料颗粒与粒径大于 等于lMi且小于等于50μπι的导热填料颗粒，选用多种粒径大小颗粒可提高填充量提升导热 效果。
[0046] 作为粒径均一的导热填料，其粒径优选为20nm~ΙΟμL?之间。
[0047]作为本申请二次电池的一种改进，导热填料占导热胶的质量百分比1%~99%，优 选20~75%。如果添加的量过大会导致粘接性能偏差，如果添加的量过小不能显著提升导 热效果。
[0048]如采用导热系数为25W/mK~500W/mK的导热填料，导热填料在导热胶中所占质量 百分比优选为20~70%;
[0049] 如采用导热系数为1000W/mK~5000W/mK的导热填料，导