一种二次电池及其制备方法_2

文档序号:9881790阅读:来源:国知局
热填料在导热胶中所占质 量百分比优选为1~10%。
[0050] 本申请中的热熔胶为可塑性粘合剂,在一定温度范围内其物理状态随温度改变而 改变,而化学特性不变。
[0051] 作为本申请二次电池的一种改进,导热胶中的热熔胶选自EVA热熔胶、聚酰胺热熔 胶、聚氨酯热熔胶、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,聚氨酯热熔胶选自异氰酸酯聚氨酯预聚体,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;
[0052] 其中,本申请中的硅胶类粘结剂选自硅胶,硅胶的结构式如式I所示:
[0053]
(I )
[0054] 其中,Ri选自取代或未取代的Cho的直链或支链烷基、取代或未取代的Cho的直 链或支链烷氧基,R2选自取代或未取代的Cuo的直链或支链烷基,η为10~100的整数。
[0055] 优选的,R!选自取代或未取代的Cho的直链或支链烷基、取代或未取代的Cho的 直链或支链烷氧基,R 2选自取代或未取代的的直链或支链烷基,η为10~100的整数。
[0056] 碳原子数为1~20的烷基,烷基可为链状烷基,也可为环烷基,位于环烷基的环上 的氢可被烷基取代,所述烷基中碳原子数优选的下限值为2,3,4,5,优选的上限值为3,4,5, 6,8,10,12,14,16,18。优选地,选择碳原子数为1~10的烷基,进一步优选地,选择碳原子数 为1~6的链状烷基,碳原子数为3~8的环烷基,更进一步优选地,选择碳原子数为1~4的链 状烷基,碳原子数为5~7的环烷基。作为烷基的实例,具体可以举出:甲基、乙基、正丙基、异 丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基-戊基、3-甲 基 -戊基、1,1,2_二甲基-丙基、3,3,-二甲基-丁基、庚基、2_庚基、3_庚基、2_甲基己基、3_甲 基己基、异庚基、辛基、壬基、癸基。
[0057]碳原子数为1~20的烷氧基,所述烷氧基中碳原子数优选的下限值为2,3,4,5,优 选的上限值为3,4,5,6,8,10,12,14,16,18。优选地,选择碳原子数为1~10的烷氧基,进一 步优选地,选择碳原子数为1~6的烷氧基,更进一步优选地,选择碳原子数为1~4的烷氧 基。作为烷氧基的实例,具体可以举出:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲 丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、环戊氧基、环己氧基。
[0058] 其中,本申请中的环氧树脂类粘结剂中含有环氧树脂,环氧树脂是泛指分子中含 有两个或两个以上环氧基团的有机化合物。环氧树脂的分子结构中含有活泼的环氧基团, 环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。环氧树脂可与多种类型的固化剂发 生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。
[0059] 本申请所采用的环氧树脂的结构式选自以下结构式但不限于此:
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]本申请中的环氧树脂类粘结剂中还含有固化剂、促进剂、增韧剂、偶联剂、填料中 的至少一种。
[0064]其中,固化剂的含量为0.01~90wt%、促进剂的含量为0.01~90wt%、增韧剂的含 量为0.01~90wt %、偶联剂的含量为0.01~90wt %、填料的含量0.01~99wt %。具体含量可 根据对环氧树脂类粘结剂的性能要求具体选择。
[0065]本申请中的热熔胶选自EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)热熔胶、聚酰胺热熔胶、聚氨 酯热熔胶、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。
[0066]本申请中的乙烯-醋酸乙烯共聚物(也称为乙烯-乙酸乙烯共聚物)是由乙烯(E)和 乙酸乙烯(VA)共聚而制得,简称为EVA。本申请中为了保证导热胶的粘贴性能或其他性能, 优选采用乙酸乙烯(VA)含量为30 %的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0067] 本申请中的聚酰胺(PA)是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。 聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得,也可由二元胺与二元酸缩聚等得到。PA具有良好的综合 性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,PA的品种繁多,有PA6、 PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等。为了适应本申请导热胶的粘贴性能或其 他,优选PA12。
[0068] 本申请中的聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大 分子化合物的统称,是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而 成。
[0069]本申请中的聚乙烯(PE)热熔胶,包括HDPE热熔胶和LDPE热熔胶。HDPE粉末热熔胶 是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂,LDPE粉末热熔胶融化温度低,熔融后流动性好。
[0070] 本申请中的聚酯酰胺为分子链上含有酯键和酰胺键的聚合物,其综合了聚酯和聚 酰胺的优点,包括线型聚酯酰胺和交联聚酯酰胺。作为本申请的热熔胶,优选为交联聚酯酰 胺。
[0071] 作为本申请热熔胶使用的聚酯树脂,是由二元酸与二元醇酯化而得的热塑性产 物。通常由对苯二甲醇二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇和丁二醇等为原料。聚酯热熔胶与聚酰 胺热熔胶一样,具有较高的耐热性,良好的耐热、耐水性和弹性。聚酯热熔胶优选聚醚砜树 脂。
[0072] 在上述热熔胶中,聚氨酯热熔胶优选异氰酸酯基聚氨酯预聚体,其聚合的反应式 为:
[0073]
[0074] 异氰酸酯基聚氨酯预聚体在粘贴过程中,固态胶体被加热熔融成流体涂抹在基材 表面,热熔胶中的活泼端基-NC0基团与基材表面吸附水、吸收空气中的水以及表面存在的 羟基等活泼氢发生化学反应,生成聚脲结构。聚氨酯胶粘剂表现出高度的活性与极性,与含 有活泼氢的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料,以及金属、玻璃、 橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。这使得该体系导热胶将保护器件和 电池良好粘接牢固。
[0075]热熔胶凝固与粘接时的机理图如图1所示;异氰酸酯基聚氨酯预聚体凝固与粘接 时发生的化学反应为:
[0076] 1、导热胶自身交联的化学反应
[0077]
[0078] 2、导热胶与基材之间的化学反应
[0079]
[0080] 异氰酸酯基聚氨酯预聚体中含异氰酸酯基的化合物可选自:甲苯二异氰酸酯、多 亚甲基多苯基异氰酸酯、1,6_己二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4'_二异氰酸酯、甲苯二异氰酸 酯等;异氰酸酯基聚氨酯预聚体中含羟基的化合物可选自:聚氧化丙烯二醇、聚己二酸乙二 醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二 醇酯二醇。
[0081 ]其中,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(SBS)、苯乙 烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)。
[0082]作为本申请二次电池的一种改进,导热胶中还可以添加增粘剂、抗氧剂、催化剂、 粘度调节剂中的至少一种,对导热胶的性能进行调节。
[0083]作为本申请二次电池的一种改进,导热胶的熔融粘度为1000~IX 106CPs(175 °C),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 0.1~10(Μ/ι?Κ(25Γ) ;
[0084] 优选的,导热胶的熔融粘度为1000~20000CPs(175°C),初粘性为0.5~60Ν,剥离 强度为0.5~10N/3mm,融化温度为150~190°C,导热系数为0.1~50W/mK(25°C)。
[0085] 更优选的,导热胶的导热系数为0.2~50W/mK(25°C)。
[0086] 本申请导热胶的制备方法为:在无水份惰性气体保护环境,将原料加热后添加导 热填料,搅拌分散均匀,然后密封。
[0087 ]作为本申请二次电池的一种改进,导热胶的面积为1 mm2~500mm2,所述导热胶的厚 度为0.05~5mm。
[0088] 本申请还涉及该二次电池的制备方法,在安全部件上施加导热胶,或在电芯上施 加导热胶,施加0.1~100N的压力使安全部件与电芯粘接牢固。优选的,导热胶的操作温度 为 150 ~200°C。
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