【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动力电池制造，具体涉及一种动力电池高极限改性双组分导热胶及其制备方法。
技术介绍
1、动力电池是电动车的核心部件之一，直接影响性能和续航里程。随着电动车市场的不断发展壮大，动力电池技术也在不断创新和进步。动力电池主要采用三元体系的锂离子电池技术，三元体系锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点，被广泛应用于电动车领域。
2、导热胶、导热结构胶，是一种具有高导热性能的材料，它可以使热量从一个表面向另一个表面快速传递，通常作为热传递的高效工具，通常由高分子材料和导热填料组成，主要作用是提高热量的传导效率，用于热管理和散热。市面上常见的动力电池导热胶种类非常多，导热胶可以由多种材质合成而出，根据其主要材料分为：有机硅导热胶，环氧树脂ab胶，丙烯酸导热胶、聚氨酯导热胶等。目前在动力锂电池领域应用量最大的是有机硅导热胶，其主要成分是硅胶，它具有很强耐高温和化学稳定性，并且可以在高温下保持良好的导热性能。但是，绝大多数导热胶都是含低分子量环体硅氧烷的有机硅树脂体系材料制成，因为有机硅聚合物具有优异的化学稳定性，物理特性随温度变化不明显，例如粘度，模量等，这使得它们特别适合应用在运行中由于高功率或功率波动导致显著温度变化的场景中。然而随着应用场景多元化，现有的有机硅导热胶材料的一个普遍风险也日渐突出，那就是有机硅油迁移问题，即挥发和渗油，会对电子元器件性能造成威胁。未聚合的硅氧烷，渗出的硅氧烷随着时间迁移到电路板或者其他平面上，吸附灰尘后可能造成短路以及散热性能下降；挥发的硅氧烷在极端条件下，还会形
3、由于动力电池在充放电过程中，会产生较大的热量，导致电池温度升高，不严重（未超过安全临界温度）时降低电池的工作效率和寿命，而严重时则容易发生安全事故。现有的导热胶主要作为散热材料，用于将电池内部产生的热量迅速传导到外部环境，保持电池工作温度在允许的温度区间（通常为-20℃～60℃）。但是，在锂离子动力电池的实际使用过程中，由于内部锂枝晶短路等原因导致温度快速升高、越过安全临界点，引发电池的热失控和热燃爆的异常工况，并进而导致严重的安全事故。现有技术中各种类的动力电池导热胶，由于机械强度较低、耐热性能均较低、不阻燃，其主要作用是提供导热性能，在正常工作条件（正常工况）下可以起到降低电池的温度作用，但是如果出现动力电池温度接近或者超过安全临界温度（一般为120℃以下）的异常工况，则导热胶通常会随着温度的升高而快速达到其玻璃化温度tg而失效，即在该安全临界温度以下就提前达到了玻璃化温度而失效，对后续的异常工况完全不发生保护作用。本
通常认为，三元体系的动力锂电池的安全临界温度（极限温度）一般为120℃，在这个温度以下，锂电池是安全的，不会发生起火或爆炸。然而，如果温度一旦超过120℃，就有较大的起火或爆炸的风险。所以，动力锂电池的工作温度范围通常被设定在-20℃～60℃，而绝对不能超过120℃，这是为了确保动力电池体系的安全运行。然而，现有技术的导热胶，往往在100℃左右就失效了（导热胶层被玻璃化后，就不再具备导热能力和机械强度、粘结力等）。
4、例如，中国专利技术专利cn 114874745 a公开的双组分高导热电绝缘丙烯酸酯结构胶组合物，其采用的非硅丙烯酸酯单体、有机硅改性丙烯酸酯单体的耐热性能均较差（玻璃化温度均小于100℃），该组合物在固化为胶层后也难以形成有效的将导热填料包覆的网络结构和纳米级的孔隙结构，并且不具有阻燃特性，在动力锂电池出现温升到100℃左右的工况时就因被玻璃化失效，无法为动力锂电池提供后续的散热、阻燃及增强壳体机械强度等安全保护作用，无法与锂电池的其他安全措施协同、对抗异常或者灾难工况，不能共同提高动力电池的整体安全性，不具备容灾、减灾协同能力，因此不能满足协同保障动力电池整体安全性的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，提供一种动力电池高极限改性双组分导热胶及其制备方法，通过对原材料与制备方法的协同，引入二次改性的和硅烷封端丙烯酸改性聚醚树脂和具有多重作用的氢氧化铝，并且使各组分相互协同，在固化过程中高分子材料共同形成自增强、长链互穿的纳米级网络结构，有效将无机导热填料和氢氧化铝粉体颗粒包覆，使固化后的导热胶层形成具有多级纳米-微米尺度的互穿网络和孔隙微观结构，同步提高导热胶层的多种极限性能，在动力锂电池极限工况下（温度超过120℃时），能够在短时间内迅速提高导热特性、耐极限高温，并且在150℃以内仍然能够保持绝缘、阻燃、较高的强度和极佳的韧性，从而为其他安全措施发生作用争取了时间，与其他安全措施协同对抗异常或灾难工况，具备容灾、减灾协同能力，能满足协同保障动力电池整体安全性的需求。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的具体技术方案为：
3、一种动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，其以重量计由如下组分制成：
4、组分a：硅烷封端聚醚树脂5~15份，硅烷封端丙烯酸改性聚醚树脂5~15份，导热填料氧化铝40~50份、氢氧化铝30~40份；
5、组分b：增塑剂5~15份，液体阻燃剂5~15份，导热填料氧化铝40~50份、氢氧化铝30~40份，硅烷偶联剂0.5~3份，催化剂0.03~2份；
6、其中，所述的硅烷封端聚醚树脂为分子链两端都由甲硅烷基封端的聚醚树脂；硅烷封端聚醚树脂的封端基团为三甲氧基硅烷、二甲氧基硅烷的一种或两种；
7、所述的硅烷封端丙烯酸改性聚醚树脂，是以环氧丙烯酸酯为基材，经过二次改性，分子链两端均由三甲氧甲硅烷基封端的丙烯酸改性聚醚树脂；
8、混合使用时，组分a与组分b的重量比为1:1；
9、组分a与组分b混合、室温固化后，导热胶层中的二次改性硅烷封端丙烯酸改性聚醚树脂与硅烷封端聚醚树脂相互协同，形成自增强、长链互穿的网络结构，与阻燃剂的相容性好，将大粒径的导热填料氧化铝与小粒径的氢氧化铝颗粒均匀、牢固的包覆，使导热胶层能够形成多级纳米-微米尺度的互穿网络和孔隙微观结构，大幅提高导热胶层的多种极限性能；特别是大幅提高玻璃化温度到动力锂电池安全临界温度之上，并且同步提高在该极限温度之上的胶层硬度、机械强度、阻燃性能、导热性能和介电性能，具备容灾、减灾协同能力。
10、一种前述动力电池高极限改性双组分导热胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
11、a1：原料制备
12、按照比例，预先制备硅烷封端聚醚树脂、硅烷封端丙烯酸改性聚醚树脂、导热填料氧化铝、增塑剂、液体阻燃剂、硅烷偶联剂、催化剂，并且预先用正十二烷基三甲氧基硅烷对氢氧化铝进行处理；
13本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，其以重量计由如下组分制成：
2.根据权利要求1所述的动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，所述的硅烷封端丙烯酸改性聚醚树脂，是采用如下步骤制得：
3.根据权利要求1所述的动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，所述的氧化铝为球形氧化铝，其平均粒径≤60μm。
4.根据权利要求1所述的动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，所述的氢氧化铝平均粒径≤30μm，预先经过正十二烷基三甲氧基硅烷表面改性处理。
5.根据权利要求1所述的动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，所述的增塑剂为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的动力电池高极限改性双组分导热胶，其特征在于，所述的液体阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、乙基膦酸二乙酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、异丙基化三苯基磷酸酯、磷酸三苯酯、磷酸甲苯二苯酯、乙基亚乙基磷酸酯低聚物中的一种或两种以上。
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