專利名稱：一種絕緣導(dǎo)熱涂料及制備方法、及其在電池殼體中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新涂料，尤其涉及了一種絕緣導(dǎo)熱涂料。本發(fā)明同時涉及上述絕緣導(dǎo)熱涂料的制備方法。本發(fā)明還涉及了上述絕緣導(dǎo)熱涂料在電池殼體中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
以錳酸鋰、磷酸鐵鋰等為正極材料的動力電池，統(tǒng)歸為鋰離子動力電池，大容量鋰離子電池已在電動汽車中應(yīng)用，并成為電動汽車的主要動力電源之一。隨著國際能源短缺的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，電動汽車技術(shù)被寄予厚望，而作為電動汽車的動力電池-鋰離子動力電池的安全與否成為動力電池能否實際應(yīng)用于電動汽車中的關(guān)鍵所在。熱失控以及密封失效等問題是目前危害鋰離子電池安全性能的主要方式，也是目前大家對安全性能改進(jìn)的方向。為了克服上面兩個問題，相關(guān)的生產(chǎn)廠家也做了大量的實驗與研究，如電池殼體采用鋼質(zhì)殼體或者在電池殼體的金屬表面上進(jìn)行電鍍或者熱處理，以盡量避免鋰離子電池的熱失控以及密封失效等問題。中國專利公開了專利號為“ZL200920276553.4”，專利名稱為“鋼殼殼體不帶電的
大功率鋰離子動力電池”，包括有正極和負(fù)極，正極焊接于正極集流圈，正極集流圈通過正極連接鋁帶與上蓋防爆陰件連接，正極極柱和上蓋防爆組件通過螺栓固定；負(fù)極焊接于負(fù)極集流圈，負(fù)極集流圈與負(fù)極極柱直接相連，在負(fù)極集流圈和鋼殼殼體之間設(shè)置有絕緣墊片，負(fù)極極柱穿過絕緣墊片和鋼殼殼體，電芯為圓柱形單體電芯；所述的負(fù)極極柱和鋼殼殼體之間有密封膠，所述的負(fù)極極柱的鋼殼殼體不相連。上述專利具有比能量高和電池殼體不帶電從而使鋰離子電池性能穩(wěn)定的優(yōu)點，不過上述采用的是鋼殼殼體與絕緣墊片配合方式避免電池的熱失控與密封失效，其材料成本高、裝配工序繁瑣，從而導(dǎo)致鋰離子電池的成本大大地增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服上面所述的技術(shù)缺陷，提供一種絕緣導(dǎo)熱涂料，同時也提供了該絕緣導(dǎo)熱涂料的制備方法，及該絕緣導(dǎo)熱涂料在電池殼體中的應(yīng)用。為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案一種絕緣導(dǎo)熱涂料，包括以重量組分計有機(jī)溶劑110-180份；塑料基材100-150份；無機(jī)填充劑30-50份；其中，有機(jī)溶劑為四氫化萘、三氯代苯、二甲苯、環(huán)己酮、乙酸酯、乙烷、苯、及三氯甲烷中的一種或者兩種以上的混合物；
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塑料基材為聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、及聚苯硫醚塑料中的一種或者兩種以上的混合物；無機(jī)填充劑為氧化鎂粉末、氧化鋁粉末、及碳化硅粉末中的一種或者兩種以上的混合物。上面三種組份若采用兩種以上的混合物時，各自的成份的配比不限。所述的無機(jī)填充劑的粒徑為4-8 μ m。一種如上所述的絕緣導(dǎo)熱涂料的制備方法，精確稱量各組分，并包括以下制備步驟A、將所述的有機(jī)溶劑加入攪拌機(jī)，然后加熱至85-130°C ；B、將所述的塑料基材加入至已加熱好的有機(jī)溶劑中，攪拌機(jī)攪拌3_9h至塑料基材完全溶解，攪拌機(jī)的攪拌速度為3500-6000r/min ；C、在B步驟制作的混合料中加入無機(jī)填充劑，攪拌機(jī)繼續(xù)攪拌6- 后，制得絕緣導(dǎo)熱涂料。其中，步驟C中，攪拌機(jī)的攪拌速度為4000-5000r/min。一種絕緣導(dǎo)熱涂料在電池殼體中的應(yīng)用，在電池殼體內(nèi)腔噴涂一層如上所述的絕緣導(dǎo)熱涂料。絕緣導(dǎo)熱涂料在電池殼體的噴涂步驟如下(1)在電池殼體內(nèi)腔噴涂一層適量的絕緣導(dǎo)熱涂料；(2)將噴涂有絕緣導(dǎo)熱涂料的電池殼體放置于鼓風(fēng)烘箱或烘道內(nèi)放置烘干；(3)將絕緣導(dǎo)熱涂料的有機(jī)溶劑蒸發(fā)完畢后，在電池殼體內(nèi)腔形成一層均勻致密的絕緣導(dǎo)熱涂層。其中，步驟O)的電池殼體放置于鼓風(fēng)烘箱或烘道內(nèi)的時間為5-25min，鼓風(fēng)烘箱或烘道的加熱溫度為120-280°C ；鼓風(fēng)烘箱或烘道的送風(fēng)/循環(huán)風(fēng)量為2000-8000M3/h、抽風(fēng)/排風(fēng)量為3000-9000M7h。本發(fā)明積極效果，通過配制一種絕緣導(dǎo)熱涂料，并在鋰離子電池的金屬殼體內(nèi)腔涂覆一層該絕緣導(dǎo)熱涂料，使電池在使用過程中散發(fā)的熱量可以迅速導(dǎo)出，且使整個殼體與電池絕緣，從而避免在長時間使用過程中電解液對金屬殼體的腐蝕，能有效地減少了鋰離子電池的熱失控以及密封失效。同時本發(fā)明所采用的材料成本較低，且其在電池內(nèi)腔中噴涂方便簡易，制備后的鋰離子電池的成本較低。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實施例方式實施例1 絕緣導(dǎo)熱涂料制備絕緣導(dǎo)熱涂料包括以下重量組分乙烷110 份；聚丙烯塑料(PP)100份；碳化硅粉末30份；其中碳化硅(SiC)粉末的粒徑為5 μ m。制備時，在攪拌機(jī)中加入110份的乙烷溶劑并將加熱至85°C ；然后加入100份的聚丙烯塑料，然后攪拌機(jī)在3500-6000r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行高速攪拌5小時至聚丙烯塑料被溶劑完全溶解；然后加入5微米粒徑的碳化硅(SiC)粉末，繼續(xù)攪拌8小時后，得到絕緣導(dǎo)熱涂料。使用噴涂設(shè)備將上述制得的涂料噴涂至鋰電池的電池殼體內(nèi)腔，將殼體放置至鼓風(fēng)烘箱或烘道中，烘箱或烘道的內(nèi)部溫度為160°C，鼓風(fēng)烘箱或烘道的送風(fēng)/循環(huán)風(fēng)量為 3000M3/h、抽風(fēng)/排風(fēng)量為3500M3/h，放置20min后，得到的均勻的帶有絕緣導(dǎo)熱涂層的電池殼體，電池殼體內(nèi)部涂層厚度為10-15 μ m。經(jīng)檢測，在相同條件下，使用了該絕緣導(dǎo)熱涂料的殼體電池，3C放電電池內(nèi)部溫度比普通殼體內(nèi)部溫度低5-10°C，正負(fù)極柱與殼體間電壓為0V。實施例2 絕緣導(dǎo)熱涂料制備絕緣導(dǎo)熱涂料包括有以下重量組分三氯甲烷150份；聚乙烯塑料(PE)120份；氧化鋁粉末40份；其中氧化鋁粉末的粒徑為4 μ m。制備時，在攪拌機(jī)中加入140份的三氯甲烷溶劑并將加熱至110°C ；然后加入120 份的聚乙烯塑料，然后攪拌機(jī)在3500-6000r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行高速攪拌3小時至聚乙烯塑料被溶劑完全溶解；然后加入4微米粒徑的氧化鋁粉末，繼續(xù)攪拌6小時后，得到絕緣導(dǎo)熱涂料。使用噴涂設(shè)備將上述制得的涂料噴涂至鋰電池的電池殼體內(nèi)腔，將殼體放置至鼓風(fēng)烘箱或烘道中，烘箱或烘道的內(nèi)部溫度為180°C，鼓風(fēng)烘箱或烘道的送風(fēng)/循環(huán)風(fēng)量為 5000M3/h、抽風(fēng)/排風(fēng)量為6000M3/h，放置15min后，得到的均勻的帶有絕緣導(dǎo)熱涂層的電池殼體，電池殼體內(nèi)部涂層厚度為7-9 μ m。 經(jīng)檢測，在相同條件下，使用了該絕緣導(dǎo)熱涂料的殼體電池，3C放電電池內(nèi)部溫度比普通殼體內(nèi)部溫度低4-6°C，正負(fù)極柱與殼體間電壓為0V。實施例3 絕緣導(dǎo)熱涂料制備絕緣導(dǎo)熱涂料包括有以下重量組分三氯甲烷與三氯代苯180份；聚乙烯塑料與聚苯硫醚塑料 150份；氧化鎂粉末與碳化硅粉末 50份；其中氧化鎂粉末的粒徑為8 μ m，碳化硅粉末的粒徑為5 μ m。三氯甲烷與三氯代苯之間的配比不限，聚乙烯塑料與聚苯硫醚塑料之間的配比不限，氧化鎂粉末與碳化硅粉末之間的配比不限。制備時，在攪拌機(jī)中加入180份的三氯甲烷與三氯代苯的混合溶劑并將加熱至 130°C ；然后加入150份的聚乙烯塑料與聚苯硫醚塑料，然后攪拌機(jī)在6000r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行高速攪拌9小時至聚乙烯塑料與聚苯硫醚塑料被混合溶劑完全溶解；然后加入8微米粒徑的氧化鎂粉末以及5微米的碳化硅粉末，繼續(xù)攪拌7小時后，得到絕緣導(dǎo)熱涂料。使用噴涂設(shè)備將上述制得的涂料噴涂至鋰電池的電池殼體內(nèi)腔，將殼體放置至鼓風(fēng)烘箱或烘道中，烘箱或烘道的內(nèi)部溫度為220°C，鼓風(fēng)烘箱或烘道的送風(fēng)/循環(huán)風(fēng)量為7000M3/h、抽風(fēng)/排風(fēng)量為8000M3/h，放置Smin后，得到的均勻的帶有絕緣導(dǎo)熱涂層的電池殼體，電池殼體內(nèi)部涂層厚度為6-8μπι。經(jīng)檢測，在相同條件下，使用了該絕緣導(dǎo)熱涂料的殼體電池，3C放電電池內(nèi)部溫度比普通殼體內(nèi)部溫度低8-10°C，正負(fù)極柱與殼體間電壓為 OV。
權(quán)利要求
1. 一種絕緣導(dǎo)熱涂料，包括以重量組分計 有機(jī)溶劑110-180份；塑料基材100-150份；無機(jī)填充劑30-50份；其中，有機(jī)溶劑為四氫化萘、三氯代苯、二甲苯、環(huán)己酮、乙酸酯、乙烷、苯、及三氯甲烷中的一 種或者兩種以上的混合物；塑料基材為聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、及聚苯硫醚塑料中的一種或者兩種以上的混合物；無機(jī)填充劑為氧化鎂粉末、氧化鋁粉末、及碳化硅粉末中的一種或者兩種以上的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣導(dǎo)熱涂料，其特征在于所述的無機(jī)填充劑的粒徑為 4-8 以 III。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的絕緣導(dǎo)熱涂料的制備方法，精確稱量各組分，并包括以 下制備步驟A、將所述的有機(jī)溶劑加入攪拌機(jī)，然后加熱至85-1301；B、將所述的塑料基材加入至已加熱好的有機(jī)溶劑中，攪拌機(jī)攪拌3-此至塑料基材完 全溶解，攪拌機(jī)的攪拌速度為3500-600017111111 ；C、在8步驟制作的混合料中加入無機(jī)填充劑，攪拌機(jī)繼續(xù)攪拌6-81！后，制得絕緣導(dǎo)熱 涂料。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的步驟(中，攪拌機(jī)的攪拌速度為 4000—500017111111。
5.一種絕緣導(dǎo)熱涂料在電池殼體中的應(yīng)用，其特征在于在電池殼體內(nèi)腔噴涂一層如 權(quán)利要求1或2所述的絕緣導(dǎo)熱涂料。
全文摘要
一種絕緣導(dǎo)熱涂料，包括以重量組分計有機(jī)溶劑110-180份、塑料基材100-150份、無機(jī)填充劑30-50份。有機(jī)溶劑為四氫化萘、三氯代苯、二甲苯、環(huán)己酮、乙酸酯、乙烷、苯及三氯甲烷中的一種或者兩種以上的混合物；塑料基材為聚丙烯塑料、聚乙烯塑料及聚苯硫醚塑料中的一種或者兩種以上的混合物；無機(jī)填充劑為氧化鎂粉末、氧化鋁粉末及碳化硅粉末中的一種或者兩種以上的混合物。該絕緣導(dǎo)熱涂料采用熱熔、攪拌、混合的制備方法。通過在鋰離子電池的金屬殼體內(nèi)腔涂覆主層該絕緣導(dǎo)熱涂料，使電池在使用過程中散發(fā)的熱量可以迅速導(dǎo)出，且使整個殼體與電池絕緣，從而避免在長時間使用過程中電解液對金屬殼體的腐蝕，能有效地減少了鋰離子電池的熱失控以及密封失效。
文檔編號C09D5/25GK102433049SQ20111042769
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者翟冬 申請人:奇瑞汽車股份有限公司