一种吸热灌封胶及其电池制造技术

本申请涉及储能材料领域，具体讲，涉及一种吸热灌封胶及其电池。吸热灌封胶的原料包括有机硅聚合物、吸热粉体、填料和二甲基硅油，有机硅聚合物占吸热灌封胶原料总重量的10％～30％，吸热粉体占吸热灌封胶原料总重量的45％～65％；吸热粉体选自固体相变材料、相变微胶囊中的至少一种，固体相变材料为相变材料与膨胀石墨或碳纤维的复合相变材料。本申请实施例的吸热灌封胶同时具有吸热能力和导热能力，保证灌封胶具备相当流动性的前提下，提高吸热粉体的含量，可最大限度的增加吸热能力，降低电池的温升。

A Heat Absorbing Encapsulating Adhesive and Its Batteries

The application relates to the field of energy storage materials, in particular to an endothermic filling glue and its battery. The raw materials of endothermic encapsulation glue include organosilicon polymer, endothermic powder, filler and dimethyl silicone oil. The organosilicon polymer accounts for 10%-30% of the total weight of endothermic encapsulation collagen material, and the endothermic powder accounts for 45%-65% of the total weight of endothermic encapeutical encapsulation collagen material. The endothermic powder is selected from at least one of solid phase change materials and phase change microcapsules, and the solid phase change material is phase change material and expansive stone. Composite Phase Change Materials of Ink or Carbon Fiber. The heat-absorbing filling glue of the embodiment of the present application has both heat-absorbing capacity and heat-conducting capacity, and can increase the heat-absorbing capacity to the maximum extent and reduce the temperature rise of batteries on the premise that the filling glue has considerable fluidity.

【技术实现步骤摘要】
一种吸热灌封胶及其电池
本申请涉及储能材料领域，具体讲，涉及一种吸热灌封胶及其电池。
技术介绍
伴随电动汽车的快速发展，锂离子电池各方面的性能也取得了长足的进步。通过提高动力电池的能量密度实现可与燃油车相比拟的性价比一直仍是锂电业发展的目标。然而，能量密度的提高会导致电池使用过程中温度上升较快且温升较高。因此，实现提高能量密度的同时还能保障电池在合理的温度区间工作成为动力电池热管理的首要目标。当下，动力电池热管理的主要方式包括：液冷控温；利用液冷装置中的冷却液带走电池产生的热量，实现控温。气体控温：依据设计的气体流道，通过冷却风的循环鼓入来实现电池的温度控制。相变控温：相变控温包含直冷控温及相变材料控温，所谓直冷即使用制冷剂直接冷却；而相变材料控温主要指利用材料的固液相变实现电池温度控制。尽管上述的措施已广泛应用于锂离子电池的热管理设计，尤其是液冷及风冷在过去几年获得了长足的进步；但是，在高能量密度和低成本的快速进程中，它们的使用也受到了一定的限制。例如：液冷方式需要额外增加液冷系统，消耗能量，并存在漏液等安全隐患；而且集存在模块内部时系统复杂度大大提升，成本也上升较多。空气冷却具备较大的成本优势，但其对密封的要求往往导致其推广受限。
技术实现思路
鉴于此，本申请提出一种吸热灌封胶，通过添加吸热粉体，从而使具有含有不仅具有传统灌封胶的导热作用，更具有吸热作用，还具有良好的流动性，从而可解决动力电池的散热问题。其中，述吸热灌封胶的原料包括有机硅聚合物、吸热粉体、填料和分散剂；所述有机硅聚合物占所述吸热灌封胶原料总重量的10％～30％；所述吸热粉体占所述吸热灌封胶原料总重量的45％～65％；所述吸热粉体选自固体相变材料、相变微胶囊中的至少一种；所述固体相变材料为相变材料与膨胀石墨或碳纤维的复合相变材料。可选的，所述固体相变材料的相变温度为35℃～55℃，所述相变微胶囊的相变温度为35℃～55℃。可选的，所述相变微胶囊的囊芯为石蜡，所述固体相变材料中的相变材料为石蜡。可选的，所述吸热粉体的中值粒径为0.5～50μm。可选的，所述吸热粉体的中石蜡的质量百分比含量为90％～99％。可选的，所述相变微胶囊的外壳的材料选自聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯的至少一种。可选的，所述有机硅聚合物选自乙烯基硅氧烷、苯乙烯基硅氧烷、含羟基聚硅氧烷的至少一种。优选的，所述有机硅聚合物的粘度为200cP～2000cP。可选的，所述填料占所述吸热灌封胶原料总重量的1％～10％；并优选石墨烯。可选的，所述分散剂选自二甲基硅油；优选的，所述二甲基硅油占所述吸热灌封胶原料总重量的5％～15％。可选的，所述吸热灌封胶的原料还包括其他添加剂，所述其他添加剂选自助剂、催化剂、固化剂和阻燃剂中的至少一种；所述助剂优选硅烷偶联剂。可选的，所述吸热灌封胶的原料分为组分A和组分B分别包装；所述组分A包括以下组分的原料：有机硅聚合物10重量份～30重量份；吸热粉体22.5重量份～32.5重量份；二甲基硅油3重量份～9重量份；所述组分B包括以下组分的原料：所述其他添加剂选自助剂、催化剂、固化剂和阻燃剂中的至少一种；所述组分A与所述组分B的重量比为1：1。可选的，所述组分A的粘度为1500cP～3000cP，所述组分B的粘度为1500cP～3000cP。本申请提出还提出一种电池，包括电池外壳以及设置于所述电池外壳内的至少一个电池模块，如前所述的吸热灌封胶填充于所述电池外壳与所述电池模块之间的空隙中；优选的，所述的吸热灌封胶还填充于所述电池模块之间；优选的，所述电池为动力电池。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请的吸热灌封胶中含有有机硅聚合物10wt.％～30wt.％，吸热粉体45wt.％～65wt.％。本申请在研究过程中惊喜的发现，当有机硅聚合物小于等于30wt.％时，制备得到的吸热灌封胶仍具有较好的流动性，并且具有良好的高温稳定性，可充分满足电池的实际应用要求。因此，本申请实施例的吸热灌封胶中吸热粉体的含量可达45wt.％～65wt.％，从而最大限度的增加吸热灌封胶中的吸热粉体，以增加吸热能力，降低电池的温升。本申请的灌封胶采用双组分交联固化的方式制备灌封胶，其中组分A及组分B需混合均匀，并具备相当的流动性来保证动力电池模块内部的所有间隙被填充。双组分胶交联固化后形成一种类似于凝胶状软体材料以增加材料同电池表面接触，从而达到吸热和散热的效果。附图说明图1为本申请实施例中某一具体实施方式中的动力电池；图2为本申请实施例中某一具体实施方式中吸热粉体的DSC曲线；图3为本申请实施例中某一具体实施方式中吸热粉体的扫描电子显微镜照片；图a为石蜡未填充时石墨的扫描电子显微镜照片；图b为石蜡填充在片层石墨中的扫描电子显微镜照片；图4为本申请实施例中某一具体实施方式中吸热粉体的XRD图谱；图5为本申请实施例中某一具体实施方式中吸热粉体的热重曲线。其中：1-电池外壳；2-电池模块；3-吸热灌封胶。具体实施方式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。本申请实施例提出一种吸热灌封胶，吸热灌封胶的原料包括有机硅聚合物、吸热粉体、填料和分散剂；有机硅聚合物占吸热灌封胶原料总重量的10％～30％，吸热粉体占吸热灌封胶原料总重量的45％～65％，吸热粉体选自固体相变材料、相变微胶囊中的至少一种，固体相变材料为相变材料与膨胀石墨或碳纤维的复合相变材料。本申请实施例的吸热粉体选自固体相变材料、相变微胶囊中的至少一种，相变材料(PCM-PhaseChangeMaterial)是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，在相变过程中相变材料将吸收或释放大量的潜热。因此，本申请实施例的吸热粉体具有良好的吸热能力。而已有技术中采用的氧化铝、氧化锌等金属氧化物填料，仅具有导热能力，不具有吸热能力。因此，本申请实施例的吸热灌封胶具有很好的吸热能力。并且，本申请所采用的吸热粉体表面稳定，具有不污染反应催化剂(例如铂金催化剂)、不与有机硅聚合物反应的特点，将其取代传统导热胶的导热填料，固定于有机硅聚合物的交联网络中，实现吸热与导热的功能。在本申请实施例的固体相变材料中，含有相变材料与膨胀石墨或碳纤维，由于膨胀石墨或碳纤维具有良好的导热性能，因此当吸热粉体选自固体相变材料时，还可以进一步提高吸热灌封胶的导热能力。进一步的，本申请实施例的吸热灌封胶还含有填料，填料可选择导热性能良好的材料，从而进一步提高本申请实施例的吸热灌封胶的导热能力。进一步的，本申请中还含有二甲基硅油作为分散剂，二甲基硅油除可起到分散作用外，还具有增强塑性、增强介质间导热等作用。本申请实施例的吸热灌封胶中含有10wt.％～30wt.％的有机硅聚合物，45wt.％～65wt.％的吸热粉体。相比已有技术来讲，本申请实施例的吸热灌封胶中有机硅聚合物的含量大大降低，而吸热粉体的含量则显著提高。这是由于，本申请在研究过程中惊喜的发现，在制备吸热灌封胶中，添加大于35wt.％的有机硅聚合物时，制备得到的吸热灌封胶的硬度较小和固化时间较短，其形态符合人们对吸热灌封胶一般意义上的要求。而当有机硅聚合物小于等于30wt.％时，虽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸热灌封胶，其特征在于，所述吸热灌封胶的原料包括有机硅聚合物、吸热粉体、填料和分散剂；所述有机硅聚合物占所述吸热灌封胶原料总重量的10％～30％；所述吸热粉体占所述吸热灌封胶原料总重量的45％～65％；所述吸热粉体选自固体相变材料、相变微胶囊中的至少一种；所述固体相变材料为相变材料与膨胀石墨或碳纤维的复合相变材料。

【技术特征摘要】
1.一种吸热灌封胶，其特征在于，所述吸热灌封胶的原料包括有机硅聚合物、吸热粉体、填料和分散剂；所述有机硅聚合物占所述吸热灌封胶原料总重量的10％～30％；所述吸热粉体占所述吸热灌封胶原料总重量的45％～65％；所述吸热粉体选自固体相变材料、相变微胶囊中的至少一种；所述固体相变材料为相变材料与膨胀石墨或碳纤维的复合相变材料。2.根据权利要求1所述的吸热灌封胶，其特征在于，所述固体相变材料的相变温度为35℃～55℃，所述相变微胶囊的相变温度为35℃～55℃。3.根据权利要求1所述的吸热灌封胶，其特征在于，所述相变微胶囊的囊芯为石蜡，所述固体相变材料中的相变材料为石蜡；优选的，所述相变微胶囊的外壳的材料选自聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯的至少一种。4.根据权利要求1所述的吸热灌封胶，其特征在于，所述吸热粉体的中相变材料的质量百分比含量为90％～99％；优选的，所述吸热粉体的中值粒径为0.5μm～50μm。5.根据权利要求1所述的吸热灌封胶，其特征在于，所述分散剂选自二甲基硅油；优选的，所述分散剂占所述吸热灌封胶原料总重量的5％～15％。6.根据权利要求1所述的吸热灌封胶，其特征在于，所述有机硅聚合物选自乙烯基硅氧烷、苯乙烯基硅氧烷、含羟基聚硅氧烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35