[發明專利]一種用于電池的高溫絕緣涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010883522.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112063245A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉俊興;崔祺;錢礽淼;焦露霞
• 申請（專利權）人: 博羅冠業電子有限公司
• 主分類號: C09D133/02
• 分類號: C09D133/02;C09D109/06;C09D175/04;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65;C09D5/24;C09D5/25;H01M2/34;H01M10/0525
• 代理公司: 惠州市華專知識產權代理事務所(普通合伙) 44669
• 代理人: 趙素麗

本申請公開一種用于電池的高溫絕緣涂料及其制備方法，涉及鋰離子電池技術領域，包括第三配液和粘結劑；所述第三配液包括含有膨脹粒子的第一配液、以及含有石墨組分的第二配液；所述石墨組分為石墨烯或石墨；所述膨脹粒子、石墨組分、粘結劑的質量百分比為：膨脹粒子：1％?15％；石墨組分：40％?90％；粘結劑：8％?30％；申請創新性的將高分子膨脹材料與石墨烯結合并將其應用于電池涂料中，并充分利用其特性實現對電池熱量的自動管控，對電池內部溫度的反應更為靈敏，具有更優越的安全性能，另外又同時兼顧了常溫狀態下的正常電通路，不影響日常的正常使用。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種用于電池的高溫絕緣涂料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池尤其是車載電池，其發展主要方向大多是為了在有限的空間中發揮到最大的儲能效果及縮短充電時間，即為提高單位能量密度以及加快充電效率。

其中，提高單位能量密度有可分為兩個主要的方向，其一為尋求高電壓平臺的材料，該方式可能存在內阻過高、結構不穩定等問題；另一方向為改變電活性物質占比或是調整電池空間結構，通過占比調整主要是減薄集流體厚度，但減薄后導電截面積下降從而使得內阻增加，另外機械強度下降使電活性層壓實加密的難度提升。從空間結構調整方向而言，現有的方式有將圓柱狀的電池形狀設計變成片狀的軟包形式，如此雖然增加了能量密度，但也使熱量無法順利傳導。現行使用最多調整空間及減薄，但減薄由于滾壓技術、導電率及機械強度等限制使得減薄項目因安全問題而有所趨緩；而改變電池外觀，又因單電池體積過于龐大，使之出現散熱問題；再加上快充的需求，在高壓充電的環境中使得電池熱量累積成為必須面對的問題。

現有廠家會采用熱敏電阻(PTC)對電池進行一個高溫時效管控，從而避免元件過熱。然而對于體積龐大的車載電池，一般熱敏電阻并不能有效地在第一時間反應電池內部的發熱情況，且無法在第一時間感應電池內部的局部發熱現象，并做出相應的反應，在溫度感應上存在時間差。另外，常見的PTC分為兩類，第一類為內阻漸增，此類PTC由于材料自身問題，隨溫度上升使發熱現象更為明顯，在車載項目上容易形成反效果，加速電池惡化；第二類為使用BaTiO3等直接相變化材料，但其初始內阻偏高問題，不符合電池內部對于內阻的需求，若增加導電劑提高其導電度，其內部電流也會因為克西荷夫定律而選擇電阻最低的路徑移動，故其效能將大大降低。

而BMS(電池管理系統)也是針對內阻提升元件對其進行隔斷，故除了使用BMS對電池進行管控外，隨著軟包電池、硬殼電池的廣泛應用，單體體積增大體積的結果，我們更難對于電池內部的行為作管控。因此，針對現有技術中存在的各種問題，亟需采用一種新的方式去改進與優化。

發明內容

本申請目的在于提供一種用于電池的高溫絕緣涂料及其制備方法。

第一方面，本申請提供一種用于電池的高溫絕緣涂料，包括第三配液和粘結劑；所述第三配液包括含有膨脹粒子的第一配液、以及含有石墨組分的第二配液；所述石墨組分為石墨烯或石墨；

所述膨脹粒子、石墨組分、粘結劑的質量百分比為：

膨脹粒子：1％-15％；

石墨組分：40％-90％；

粘結劑：8％-30％。

優選的，所述膨脹粒子包括由揮發性碳氫化合物制成的內層，以及包裹在所述內層外部的外包層。

優選的，所述外包層為PAA(聚丙烯酸)，PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(丁苯橡膠)、PU(聚氨酯)、PS(聚苯乙烯)、PVA(聚乙烯醇)中的一種。

優選的，所述石墨或石墨烯的粒徑為6-15μm。

優選的，所述粘結劑為PAA(聚丙烯酸)、SBR(丁苯橡膠)、PU(聚氨酯)中的一種。

優選的，所述第一配液還包括粒子分散劑。