【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池，尤其涉及一种改性环氧树脂及其制备方法、绝缘组合物及其应用、电池外壳及其制备方法、二次电池和用电装置。
技术介绍
1、以锂离子电池为代表的二次电池具有容量高、寿命长等特性，因此广泛应用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。随着电池应用范围越来越广泛，对二次电池性能的要求也逐渐严苛。现有的二次电池中，电芯与包裹电芯外壳的绝缘层，二者间的粘接强度不高，使用过程中易出现绝缘层的脱落，影响二次电池的绝缘性能。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种改性环氧树脂及其制备方法、绝缘组合物及其应用、电池外壳及其制备方法、二次电池和用电装置，可以提升二次电池的绝缘性能。
2、为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种改性环氧树脂，包括：
3、环氧树脂主链；和
4、与所述环氧树脂主链碳原子相连的含醚键直链烷烃和/或含醚键直链杂烷烃，与所述环氧树脂主链碳原子相连的含硅支链和/或含氟支链，以及与所述环氧树脂主链上的端环氧基碳原子相连的含氮链段。
5、本申请提供的改性环氧树脂对环氧树脂本体进行了改性处理，在将该改性环氧树脂应用于二次电池外壳绝缘涂层的制备时，其结构式中包括的位于主链上的含醚键直链烷烃和/或含醚键直链杂烷烃，可作为柔性链段而提升改性环氧树脂的柔韧性，从而提升绝缘涂层的韧性和抗弯曲性能。而位于改性环氧树脂结构式上的含硅支链和/或含氟支链
6、在本申请的一些实施方式中，改性环氧树脂满足如下条件中的至少一者：
7、(1a)所述环氧树脂主链包括如下式(1)所示的结构式：
8、
9、(1b)所述含醚键直链烷烃和/或含醚键直链杂烷烃包括如下式(2)所示的结构式：
10、
11、(1c)所述含硅支链包括如下式(3)所示的结构式，所述含氟支链包括如下式(4)所示的结构式：
12、
13、式(3)中，r10包括n为0～10的整数；
14、式(4)中，r11包括含氟链段，r12包括氢原子和c1～c5的烷基中的一种或多种，
15、可选地，所述含氟链段包括氟原子和中的一种或多种；
16、(1d)所述含氮链段包括如下式(5)所示的结构式：
17、
18、式(5)中，r20和r21各自独立地包括氢原子、烷基、环烷基、环氧基、芳基、杂芳基、杂烷基、杂环基、氨基、亚烷基、卤素、羟基、烷基氨基和芳基烷基中的一种或多种；
19、在上述式(1)～(5)中，各自独立地表示c1～c100的链烷烃和链杂烷烃中的一种或多种，*表示连接位点。
20、式(1)中的环氧树脂主链，主要为改性环氧树脂提供主体链段或主体骨架，便于后续改性环氧树脂应用于电池外壳绝缘涂层时的交联固化。
21、式(2)中的位于主链上的含醚键直链烷烃和/或含醚键直链杂烷烃，可作为柔性链段而提升绝缘涂层的韧性和抗弯曲性能，进而提升绝缘涂层、电池外壳以及电池的绝缘性能。
22、式(3)中位于支链上的含硅支链可作为疏水链段而提升绝缘涂层的耐湿热老化性能和耐水性能，进而提升绝缘涂层以及电池外壳的绝缘性能和使用寿命。
23、式(4)中的含氟支链可作为疏水链段而提升绝缘涂层的耐湿热老化性能和耐水性能，进而提升绝缘涂层以及电池外壳的绝缘性能和使用寿命。
24、在本申请的一些实施方式中，改性环氧树脂包括如下式(6)所示的结构式：
25、
26、式(6)中，r1包括中的至少一种，其中，r10包括n为0～10的整数；r11包括含氟链段，r12包括氢原子、c1～c5的烷基和羧基中的一种或多种，
27、可选地，所述含氟链段包括氟原子和中的一种或多种；
28、r2包括其中，r20和r21各自独立地包括氢原子、烷基、环烷基、环氧基、芳基、杂芳基、杂烷基、杂环基、氨基、亚烷基、卤素、羟基、烷基氨基和芳基烷基中的一种或多种；
29、r3包括
30、各自独立地表示c1～c100的链烷烃和链杂烷烃中的一种或多种，*表示连接位点。
31、式(6)中的改性环氧树脂，在将其应用于二次电池外壳绝缘涂层的制备时，式中位于主链上的r3链段，可作为柔性链段而提升改性环氧树脂的柔韧性，从而提升绝缘涂层的韧性和抗弯曲性能，进而提升绝缘涂层、电池外壳以及电池的绝缘性能。而位于支链上的r1链段，由于具备较低的极性，因而可作为疏水链段而提升绝缘涂层的耐湿热老化性能和耐水性能，进而提升绝缘涂层以及电池外壳的绝缘性能和使用寿命。此外，位于主链端部的r2链段，可提升链段的柔韧性和涂层的绝缘性能。
32、在本申请的一些实施方式中，所述改性环氧树脂的环氧当量为500～2000，可选为800～1200。
33、改性环氧数值的环氧当量处于上述范围内，后续在将其用于绝缘涂层的电泳法制备时，有利于提升电泳效率和绝缘涂层的流平性能，使绝缘涂层的厚度均匀。
34、本申请的第二方面提供一种制备本申请第一方面所述的改性环氧树脂的方法，包括：
35、利用酚类物质对环氧树脂进行扩链处理，得到扩链反应物；
36、利用含硅有机物和/或含氟有机物对所述扩链反应物进行接枝处理，得到接枝反应物；
37、利用胺类物质对所述接枝反应物进行开环处理，得到所述改性环氧树脂。
38、上述方法中，通过利用酚类物质对环氧树脂进行扩链处理，可将酚类物质包含的链段加入至环氧树脂主链上，使环氧树脂主链得以延长；通过利用含硅有机物和/或含氟有机物对扩链反应物进行接枝处理，可将含硅有机物和/或含氟有机物中的含硅和/或含氟的链段接枝到环氧树脂主链上，赋予树脂耐湿热性能；通过利用胺类物质对所述接枝反应物进行开环处理，可使环氧树脂中包含的部分环氧基进行开环，并产生一定数量的羟基；在后续将改性环氧树脂应用于电池绝缘涂层的制备时，这些羟基有利于与固化剂间实现交联固化，从而形成致密的三维网状结构。
39、在本申请的一些实施方式中，所述方法满足如下条件中的至少一者：
40、(2a)所述环氧树脂包括缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂和脂环族类环氧树脂中的一种或多种，
41、可选为双酚a型环氧树脂和双酚f型环氧树脂中的一种或两种；
42、(2b)所述酚类物质包括苯酚和烷基酚中的一种或多种，
43、可选地，所述酚类物质包括双酚a、双酚f、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚、癸基酚和十二烷基酚中的一种或多种；
44、(2c)所述含硅有机物包括聚二甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性环氧树脂，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的改性环氧树脂，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
3.根据权利要求1所述的改性环氧树脂，其特征在于，包括如下式(6)所示的结构式：
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性环氧树脂，其特征在于，所述改性环氧树脂的环氧当量为500～2000，可选为800～1200。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的改性环氧树脂的方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
8.一种绝缘组合物，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的改性环氧树脂或根据权利要求5-7任一项所述方法制得的改性环氧树脂，以及固化剂。
9.根据权利要求8所述的绝缘组合物，其特征在于，还包括质子酸和有机溶剂，
10.根据权利要求8或9所述的绝缘组合物，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
11.一种权利要求8
12.一种电池外壳，其特征在于，包括：
13.一种电池外壳，其特征在于，包括：
14.根据权利要求12或13所述的电池外壳，其特征在于，所述改性环氧树脂聚合物包括如下式(7)所示的结构单元：
15.根据权利要求12或13所述的电池外壳，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
16.根据权利要求12或13所述的电池外壳，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
17.一种制备权利要求12所述的电池外壳的方法，其特征在于，包括：
18.根据权利要17所述的电池外壳，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
19.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求12-16任一项所述的电池外壳或根据权利要求17或18所述方法制得的电池外壳。
20.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求19所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种改性环氧树脂，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的改性环氧树脂，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
3.根据权利要求1所述的改性环氧树脂，其特征在于，包括如下式(6)所示的结构式：
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性环氧树脂，其特征在于，所述改性环氧树脂的环氧当量为500～2000，可选为800～1200。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的改性环氧树脂的方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
8.一种绝缘组合物，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的改性环氧树脂或根据权利要求5-7任一项所述方法制得的改性环氧树脂，以及固化剂。
9.根据权利要求8所述的绝缘组合物，其特征在于，还包括质子酸和有机溶剂，
10.根据权利要求8或9所述的绝缘组合物，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李华伟，于晶晶，孙成栋，
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：
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