绝缘粉末涂料及其制备方法、施涂方法，涂有该绝缘粉末涂料的锂电池金属外壳技术

本发明专利技术提供一种绝缘粉末涂料，所述绝缘粉末涂料呈粉末状，按照重量份数计，包括固体环氧树脂100份、固体有机硅树脂10～100份、潜伏性固化剂1～60份、阻燃剂10～100份以及促进剂0.1～10份，其中，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂，所述潜伏性固化剂包括多氨基笼型倍半硅氧烷。本发明专利技术的绝缘粉末涂料形成的绝缘层用于替代传统的贴胶膜，在整个壳体外表面形成致密的完整保护层，无针孔，附着性好，具有优异的绝缘性、防漏电、阻燃性和机械性能，同时具备良好的导热性，可以把锂电池运行时产生的热量及时释放。可以为金属外壳的外部提供永久的绝缘保护，提升电池的可靠性。本发明专利技术还提供了绝缘粉末涂料的制备方法、施涂方法，涂有该绝缘粉末涂料的锂电池金属外壳。

Insulating powder coating and its preparation method, coating method, lithium battery metal shell coated with the insulating powder coating

The invention provides an insulation powder coating, the insulation powder coating powder, according to the weight, including solid epoxy resin 100, solid silicone resin 10 ~ 100, the latent curing agent 1 ~ 60, 10 ~ 100 and the flame retardant agent 0.1 ~ 10, the. The epoxy resin including bisphenol A epoxy resin, the curing agent including amino silsesquioxane. An insulation layer formed by powder coating is used to replace the traditional adhesive film of the invention, no pinhole in full protective layer, the outer surface of the shell to form a dense, good adhesion, insulation, anti leakage, flame retardancy and excellent mechanical properties, also has good thermal conductivity, can produce lithium battery running the heat release. It can provide permanent insulation protection for the outside of the metal shell, and enhance the reliability of the battery. The invention also provides a preparation method of an insulating powder coating, a coating method, and a lithium battery metal shell coated with the insulating powder coating.

【技术实现步骤摘要】
绝缘粉末涂料及其制备方法、施涂方法，涂有该绝缘粉末涂料的锂电池金属外壳
本专利技术涉及绝缘材料领域，尤其涉及一种绝缘粉末涂料及其制备方法、施涂方法，涂有该绝缘粉末涂料的锂电池金属外壳。
技术介绍
随着新能源行业的发展，锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、倍率性能好、安全可靠的优点，得到越来越广泛的应用。金属外壳锂离子电池其外壳的内外表面很容易与电芯或外部环境的导电材料接触，造成漏电或短路。目前一般是通过在外壳外表面的侧面粘贴一层蓝膜(PET类胶膜)、底部粘贴一层黄膜(PI类胶膜)来解决这个问题，但是一方面蓝膜和黄膜的价格较贵，成本较高，另一方面胶膜包覆加工工序繁琐，且质量无法提升，粘贴过程中容易留下气泡和缝隙，特别是侧面和底面的交接处存在间隙；再一方面由于胶膜材质较软，厚度较薄，不是与外壳粘接为一体的胶膜，胶膜与外壳的粘接强度有限，容易被刮伤和破损；由于目前的绝缘胶膜是PET膜，阻燃性很难达到V0级；再者，现有金属外壳锂离子电池壳体内表面没有进行绝缘防护，存在电池自放电的风险，电池壳内部的电芯和壳体直接接触而造成短路，导致电池的循环寿命和安全性能受到影响。本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种新的锂电池金属外壳的绝缘方式。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种绝缘粉末涂料，本专利技术的另一目的在于提供一种绝缘粉末涂料的其制备方法，本专利技术的再一目的在于提供一种绝缘粉末涂料的施涂方法，本专利技术的又一目的在于提供一种涂有该绝缘粉末涂料的锂电池金属外壳。该绝缘粉末涂料形成的绝缘层具有优异的防漏电性能、绝缘性能、阻燃性能、附着力及导热性能。为实现上述目的，本专利技术提供一种绝缘粉末涂料，所述绝缘粉末涂料呈粉末状，按照重量份数计，包括固体环氧树脂100份、固体有机硅树脂10～100份、潜伏性固化剂1～60份、阻燃剂10～100份以及促进剂0.1～10份，其中，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂，所述潜伏性固化剂包括多氨基笼型倍半硅氧烷。多氨基笼型倍半硅氧烷是纳米尺寸的二氧化硅、硅氧烷杂化物，具有以Si-O纳米结构的多面体无机框架核心，外围由氨基基团所包围，可以和环氧树脂的环氧基团反应，形成纳米尺寸的无机-有机杂化增强的聚合物。由于其特殊的空间结构，可以提高环氧树脂的柔韧性、耐冲击性、耐热性和介电强度。例如八氨基丙基笼型倍半硅氧烷、八氨基苯基笼型倍半硅氧烷。较佳地，按照质量份数计，所述绝缘粉末涂料包括固体环氧树脂100份、固体有机硅树脂20～40份、潜伏性固化剂2～30份、阻燃剂30～60份以及促进剂0.3～3份。较佳地，所述绝缘粉末涂料还包括添加剂，所述添加剂为填料、颜料、消泡剂、流平剂、触变剂及导电剂中的至少一种，取决于产品的用途。填料如三氧化二铝、氮化硼、氮化硅用于提高粉末涂料的导热性；二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡等填料用于降低粉末涂料的收缩率和成本；颜料包括铁黑、碳黑、钛白粉、铬绿、耐晒黄、酞青蓝等无机、有机颜料，用于改变粉末涂料的颜色。按照质量份数计，添加剂的用量为环氧树脂的0.1～100％，如不需添加填料的产品优选为0.3～6％，添加填料的产品优选为40～70％。较佳地，环氧树脂的软化点越低，粉末涂料的流动性好，硬度高，但边角覆盖率低、储存稳定下降；环氧树脂的软化点升高，粉末涂料的表面桔皮严重，边角覆盖率高，储存性提高，因此环氧树脂的软化点选择为60～150度。所述环氧树脂还包括邻甲酚型环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂、环氧化聚丁二烯树脂中的至少一种，所述环氧树脂可选自南亚环氧树脂有限公司的NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-907、NPES-909、NPCN-702、NPCN-703、NPCN-704，DowChemicalCo.的DER662、DER663、DER664、DER667、DER669，ShellChemicalCo.的Epon1004、Epon1005、Epon1007、Epon1009，Daceil的EHPE3150、EPOLEADGT401、EPOLEADPB3600、EPOLEADPB4700以及江苏泰特尔化工有限公司的TTA60、TTA3150中的至少一种。肪族环氧树脂(脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂)可以提高粉末涂料的耐候性和击穿电压。环氧化聚丁二烯树脂可以提高粉末涂料的耐冲击性能。环氧树脂必需至少有一种是双酚A型环氧树脂。较佳地，所述固体有机硅树脂的羟基含量为2～5％，所述固体有机硅树脂可选自上海夏土新型材料有限公司的XFT-1、XFT-2、XFT-3中的至少一种。所述固体有机硅树脂可以提升粉末涂料的介电强度和表面光泽。较佳地，所述潜伏性固化剂还包括氨基硅氧烷、双氰胺、三聚氰胺、酸酐中的任意一种或至少两种的混合物。氨基硅氧烷通过氨基基团和环氧树脂交联反应，以及烷氧基团和阻燃剂、导热填料的表面反应，使树脂和填料紧密的结合在一起，降低它们之间的间隙，可以大幅度提高粉末涂料的介电强度。例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷等。双氰胺和三聚氰胺在常温下具有很长的储存期。酸酐可以提升耐温、耐化学品的性能，采用固体酸酐，例如邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、氯茵酸酐、四溴苯二甲酸酐、二苯醚四酸二酐等。采用多种潜伏性固化剂复配使用可以得到更好的综合性能，至少含有一种多氨基笼型倍半硅氧烷。较佳地，所述的阻燃剂包括非反应型阻燃剂和反应型阻燃剂，所述非反应型阻燃剂包括聚磷酸铵，磷酸酯，氢氧化铝，氢氧化镁，硼酸锌，三氧化二锑中的至少一种，所述反应型阻燃剂包括含溴环氧树脂、含磷环氧树脂中的至少一种。有些固化剂也具有阻燃效果，如阻燃固化剂如三聚氰胺、三聚氰胺盐等。较佳地，所述促进剂为可以降低绝缘粉末涂料的反应温度，缩短反应时间。选择促进剂应考虑绝缘粉末涂料的储存期。绝缘粉末涂料在常温的储存期很重要，一般要求要6个月以上，储存期越长对生产和应用越有利。所述促进剂包括咪唑、咪唑衍生物、叔胺、季铵盐中的任意一种或至少两种的混合物，优选促进剂例如咪唑、2-甲基咪唑、2-丙基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑。具体到型号，所述促进剂可选择Ajinomoto的AJICUREMY-24、AJICUREPN-23、AJICUREPN-40，ADEKA的EH-3293S、EH-4356S、EH-4360S、EH-5010S以及广州川井电子材料有限公司的MC120B、MC-120D、1201、1202、1203、HT110、100A、100B中的任意一种或至少两种的混合物。本专利技术还提供一种制备如上所述的绝缘粉末涂料的方法，所述制备方法包括步骤：粉碎混合：按照所述质量份数称取所述固体环氧树脂、所述固体有机硅树脂、所述潜伏性固化剂、所述阻燃剂以及所述促进剂，将其进行粉碎并混合均匀以形成粉体混合物；熔融混合：将所述粉体混合物加热熔融并混合均匀以形成流体混合物；以及粉碎：所述流体混合物冷却成固状物，将所述固状物粉碎至细微粉末以形成如上所述的绝缘粉末涂料。具体地，本专利技术的绝缘粉末涂料采用以下工艺制备：1)预混合：在预混合器中先加入固体环氧树脂、有机硅树脂、潜伏性固化剂、阻燃剂、促进剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘粉末涂料，所述绝缘粉末涂料呈粉末状，按照重量份数计，包括：

【技术特征摘要】
1.一种绝缘粉末涂料，所述绝缘粉末涂料呈粉末状，按照重量份数计，包括：其中，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂，所述潜伏性固化剂包括多氨基笼型倍半硅氧烷。2.如权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，按照质量份数计，所述绝缘粉末涂料包括：3.如权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，按照质量份数计，所述绝缘粉末涂料还包括0.1～100份添加剂，所述添加剂为填料、颜料、消泡剂、流平剂、触变剂及导电剂中的至少一种。4.如权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述环氧树脂的软化点为60～150度，所述环氧树脂还包括邻甲酚型环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂、环氧化聚丁二烯树脂中的至少一种，所述环氧树脂可选自南亚环氧树脂有限公司的NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-907、NPES-909、NPCN-702、NPCN-703、NPCN-704，DowChemicalCo.的DER662、DER663、DER664、DER667、DER669，ShellChemicalCo.的Epon1004、Epon1005、Epon1007、Epon1009，Daceil的EHPE3150、EPOLEADGT401、EPOLEADPB3600、EPOLEADPB4700以及江苏泰特尔化工有限公司的TTA60、TTA3150中的至少一种。5.如权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述固体有机硅树脂的羟基含量为2～5％，所述固体有机硅树脂可选自上海夏土新型材料有限公司的XFT-1、XFT-2、XFT-3中的至少一种。6.如权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述潜伏性固化剂还包括氨基硅氧烷、双氰胺、三聚氰胺、酸酐中的任意一种或至少两种的混合物。7.如权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述的阻燃剂包括非反应型阻燃剂和反应型阻燃剂，所述非反应型...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬全生，
申请(专利权)人：江苏万达新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32