聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯材料、二次电池和用电装置制造方法及图纸

本申请提供一种聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯材料、二次电池和用电装置，聚碳酸酯组合物包括按质量份计的如下组分：聚碳酸酯，40~85份；聚砜，1~5份；无机矿物，1~10份。采用本申请提供的聚碳酸酯组合物制备得到的聚碳酸酯材料具备较高的阻燃性能、较低的烟密度和热释放量，由此在将其用于二次电池时可提升二次电池的安全性能。安全性能。安全性能。

【技术实现步骤摘要】
聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯材料、二次电池和用电装置


[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯材料、二次电池和用电装置。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
[0003]聚碳酸酯薄膜具有优良的机械性能、耐冲击性优异、拉伸强度和断裂伸长率，具有良好的耐热性和耐低温性，是二次电池、尤其是电池包中广泛使用的绝缘阻燃材料之一。目前随着新能源行业的蓬勃迅猛发展，对二次电池的性能提出了更高的要求，例如薄壁化、轻量化高储能密度、储能高电压平台、高安全性等，由此对二次电池中绝缘阻燃材料的性能也有了更高的要求。在将绝缘阻燃材料用于二次电池（电池包）时，不仅对材料的阻燃性有了更高的要求，而且出于安全的考量，对材料的烟密度低和热释放也有了更高的要求。据此，有必要对传统的聚碳酸酯材料进行改进，以使其满足二次电池的使用需求。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯材料、二次电池和用电装置，采用本申请提供的聚碳酸酯组合物制备得到的聚碳酸酯材料具备较高的阻燃性能、较低的烟密度和热释放量，由此在将其用于二次电池时可提升二次电池的安全性能。
[0005]为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括按质量份计的如下组分：聚碳酸酯
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40~85份；聚砜
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1~5份；以及无机矿物
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1~10份。
[0006]本申请提供的聚碳酸酯组合物包含上述的组分，在将该聚碳酸酯组合物用于制备形成聚碳酸酯材料后，在燃烧时，其中的聚砜和无机矿物间会产生协效作用，使热释放速率迅速达到峰值，如此，有利于降低燃烧时所释放的烟密度。据此，在将聚碳酸酯材料用于二次电池后，有利于提升二次电池的安全性能。
[0007]在本申请的一些实施方式中，所述聚砜包括双酚A型聚砜、聚亚苯基砜和聚醚砜中的一种或多种。
[0008]聚砜中包括双酚A型聚砜，双酚 A 中的亚异丙基可降低分子间的作用力，使其具备良好的熔融加工性，由此其与聚碳酸酯、尤其是双酚A型聚碳酸酯间相容性较好。
[0009]在本申请的一些实施方式中，所述聚砜包括双酚A型聚砜，所述双酚A型聚砜的特性粘度为0.57dL/g~0.65dL/g。
[0010]双酚A型聚砜的特性粘度处于上述范围，有利于提升聚碳酸酯材料的冲击强度和拉伸强度。
[0011]在本申请的一些实施方式中，所述无机矿物满足如下条件中的至少一者：
（1）所述无机矿物包括氢氧化铝、氢氧化镁、伯姆石、滑石粉和层状双氢氧化物中的一种或多种；（2）所述无机矿物的pH值为5~7；（3）所述无机矿物的含水量为0.05%~0.5%；（4）所述无机矿物包含矿物颗粒，所述矿物颗粒的平均粒径为0.1μm~0.3μm。
[0012]聚碳酸酯组合物中包含的上述种类的无机矿物，在受到高温时会发生分解而产生水分子，由此可降低聚碳酸酯材料的着火温度，减少热释放量。同时，无机矿物还会与聚碳酸酯在聚砜促进作用下燃烧所形成的炭层间产生协效作用，从而使热释放速率迅速达到峰值，由此降低聚碳酸酯材料燃烧时所释放的烟密度，并提升聚碳酸酯材料的漏电起痕指数（CTI）。
[0013]在本申请的一些实施方式中，所述无机矿物满足如下条件中的至少一者：（1）所述无机矿物包括伯姆石和滑石粉中的一种或两种；（2）所述矿物颗粒的比表面积25m2/g~35m2/g。
[0014]矿物颗粒的比表面积处于上述范围，有利于进一步提升无机矿物在聚碳酸酯组合物中的分散均匀性，从而进一步提升其性能的发挥。
[0015]在本申请的一些实施方式中，所述聚碳酸酯满足如下条件中的至少一者：（1）所述聚碳酸酯包括双酚A型聚碳酸酯；（2）所述聚碳酸酯在300℃、1.2kg测试条件下的熔体质量流动速率为≤10g/10min；（3）所述聚碳酸酯的重均分子量为20000g/mol~40000g/mol。
[0016]聚碳酸酯中包括双酚A型聚碳酸酯，该双酚A型聚碳酸酯中含有双酚A结构，其与聚砜、尤其是双酚A型聚砜间具备良好的相容性，如此有利于促进二者性能的发挥。
[0017]在本申请的一些实施方式中，还包括按质量份计的如下组分：聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物
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5~40份；聚醚酰亚胺
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5~30份；有机磷阻燃剂
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0.01~15份；以及增韧剂
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1~5份。
[0018]在本申请的一些实施方式中，所述有机磷阻燃剂包括双酚A双(磷酸二苯酯)、双酚A双(磷酸三苯酯)、四(2,4
‑
二
‑
叔丁基苯基)[1,1
‑
联苯]‑
4.4二基二亚膦酸酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)和磷腈中的一种或多种。
[0019]聚碳酸酯组合物中，在聚砜促进聚碳酸酯燃烧膨胀成炭、形成炭层的情况下，有机磷阻燃剂对于聚碳酸酯的燃烧膨胀形成炭层能够起到进一步的促进作用。
[0020]在本申请的一些实施方式中，所述增韧剂包括有机硅共聚物类增韧剂。
[0021]在本申请的一些实施方式中，所述有机硅共聚物类增韧剂包括有机硅
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸甲酯共聚物和有机硅
‑
丙烯酸
‑
(苯乙烯
‑
丙烯腈共聚)包覆共聚物中的一种或多种。
[0022]有机硅共聚物类增韧剂在受到高温时，硅元素表面能低，燃烧时会向表面迁移形成Si
‑
O和Si
‑
C隔氧绝热保护层，抑制热量向内部扩散，阻止可燃性气体的溢出，从而起到阻燃、抑烟作用。
[0023]在本申请的一些实施方式中，所述有机硅
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸甲酯共聚物包括有机硅
‑
丙烯酸丁酯
‑
甲基丙烯酸甲酯
‑
(2
‑
(2'
‑
丙酰氧基
‑
5'
‑
甲基苯基)苯并三唑)共聚物。
[0024]在本申请的一些实施方式中，所述有机硅共聚物类增韧剂具有核
‑
壳结构。
[0025]有机硅共聚物类增韧剂具有“核
‑
壳”结构，聚碳酸酯组合物中，由于聚醚酰亚胺和聚砜的加入使得聚碳酸酯材料具有较高的刚性（脆性较高），而该“核
‑
壳”结构的增韧剂则可以有效改善聚碳酸酯的低温脆性、耐酸碱性、耐光老化性和耐湿热性能。
[0026]在本申请的一些实施方式中，所述有机硅共聚物类增韧剂的平均粒径为100nm~350nm。
[0027]在本申请的一些实施方式中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括按质量份计的如下组分：聚碳酸酯
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40~85份；聚砜
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1~5份；以及无机矿物
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1~10份。2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚砜包括双酚A型聚砜、聚亚苯基砜和聚醚砜中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚砜包括双酚A型聚砜，所述双酚A型聚砜的特性粘度为0.57dL/g~0.65dL/g。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述无机矿物满足如下条件中的至少一者：（1）所述无机矿物包括氢氧化铝、氢氧化镁、伯姆石、滑石粉和层状双氢氧化物中的一种或多种；（2）所述无机矿物的pH值为5~7；（3）所述无机矿物的含水量为0.05%~0.5%；（4）所述无机矿物包含矿物颗粒，所述矿物颗粒的平均粒径为0.1μm~0.3μm。5.根据权利要求4所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述无机矿物满足如下条件中的至少一者：（1）所述无机矿物包括伯姆石和滑石粉中的一种或两种；（2）所述矿物颗粒的比表面积25m2/g~35m2/g。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯满足如下条件中的至少一者：（1）所述聚碳酸酯包括双酚A型聚碳酸酯；（2）所述聚碳酸酯在300℃、1.2kg测试条件下的熔体质量流动速率为≤10g/10min；（3）所述聚碳酸酯的重均分子量为20000g/mol~40000g/mol。7.根据权利要求1
‑
3任一项所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，还包括按质量份计的如下组分：聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物
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5~40份；聚醚酰亚胺
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5~30份；有机磷阻燃剂
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0.01~15份；以及增韧剂
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1~5份。8.根据权利要求7所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述有机磷阻燃剂包括双酚 A 双(磷酸二苯酯)、双酚 A 双(磷酸三苯酯)、四(2,4
‑
二
‑
叔丁基苯基)[1,1
‑
联苯]
‑
4.4二基二亚膦酸酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)和磷腈中的一种或多种。9.根据权利要求7所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述增韧剂包括有机硅共聚物类增韧剂。10.根据权利要求9所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述有机硅共聚物类增韧剂包括有机硅
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸甲酯共聚物和有机硅
‑
丙烯酸
‑
(苯乙烯
‑
丙烯腈共聚)包覆共聚物中的一种或多种。11.根据权利要求10所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述有机硅
‑
丙烯酸酯
‑
甲基
丙烯酸甲酯共聚物包括有机硅
‑
丙烯酸丁酯
‑
甲基丙烯酸甲酯
‑
(2
‑
(2'
‑
丙酰氧基

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，潘鑫，
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：