【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低密度高性能导热结构胶及其制备方法。
技术介绍
1、导热胶也称导热结构胶或导热密封胶，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，环氧导热胶，丙烯酸酯导热胶、聚氨酯导热胶等。
2、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。锂离子电池具有体积小、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点，正在逐渐替代铅酸电池，在消费类电子产品、电动汽车、储能装置等领域的应用逐渐加深，市场需求较大且保持快速增长。电动汽车的动力锂电池目前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。随着电动汽车的快速发展，对锂电池导热结构胶也提出了更高的要求，一方面要支持汽车减重降耗，另一方面还要具有较高的综合性能，具备较好的散热性能、机械性能和抗环境老化能力，但是现有技术中的导热结构胶不能同时满足上述需求。
3、现有技术中的聚氨酯导热胶经常用于相邻汽车动力锂电池模组外壳之间进行密封、粘结，以及锂电池模组外壳与箱体之间进行有效密封、粘结，并且要具备较好的导热和机械强度、阻燃性能等。但是，现有的聚氨酯导热胶中普遍存
4、中国专利技术申请cn 202311417045.4公开的一种动力电池用低密度双组份聚氨酯导热结构胶及其制备方法，其实施例1记载的结构胶由体积比为1：1的a组分和b组分组成，其a、b组分配方中均采用了圣莱特hs28玻璃微珠（空心玻璃微珠、d50=45μm、=0.28g/cm3、抗压强度28mpa/4000psi）1.5 重量份，总添加量为3wt%，对应结构胶固化后密度为1.61g/cm3，导热系数为1.22w/(m·k)，本体拉伸强度8.4mpa；其实施例1-3均是通过加入玻璃微珠来降低密度，同时适当提升导热粉的含量来补偿导热系数的损失，最终实现密度与导热系数的平衡。因此，该专利技术技术方案中，其添加的玻璃微珠主要是降低密度、实现密度与导热系数的平衡而不具备其他的作用和技术效果。由于该玻璃微珠的直径较大、添加比例较小，固化后胶层1cm3内所含微珠数量为2.60个，每粒微珠所占面积（按正方形计算）为，1cm3胶层内每层微珠数量平均为11700粒，胶层中两颗玻璃微珠边缘之间孔隙的最小距离为92.45-45=47.45μm，大于玻璃微珠的直径，相邻两个玻璃微珠之间的孔隙较大、难以形成胶层的骨架，因而需要大量的导热粉填充其孔隙，使导热粉的添加量整体超过70wt%、导热通路较长，并且存在着密度趋势异常的情况：在玻璃微珠的添加量为2wt%时，胶层的密度为1.58g/ cm3，而加入量增加到3wt%时，密度为1.61g/cm3，随着即空心微珠加入量的增加，胶层的密度反而上升，而不是下降；在最大添加量6wt%的情况下，密度为1.60g/cm3，比2wt%添加量的密度也保持上升。此外，采用hs28（d50=45μm）的空心玻璃微珠，由于其自身的抗压强度低，在生产和使用的过程中，玻璃微珠破碎的风险较大、破碎率相对较高，而破碎率的提高必然导致胶层的密度上升和导热系数、机械强度的下降。
5、综上，现有技术的聚氨酯导热胶中添加的玻璃微珠主要是为了调节密度，在胶层固化过程中不能参与形成特定的微观结构、缩短导热通路，固化后导热胶层的密度与机械强度、高导热性、阻燃性、粘结力等仍然是相互矛盾的性能，因而现有的技术难以同时兼顾上述性能，难以同时满足电动汽车减重和增效的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，提供一种动力电池低密度高性能导热结构胶及其制备方法，通过对原材料与制备方法的协同改进，引入独特组分及配比的有机材料聚合为长链高分子材料，并引入具有恰当尺度、强度和添加比例的多重作用的空心玻璃微珠、氢氧化铝（二者具备微观网络结构的塑造作用），并且使各组分相互协同，以足够数量的改性空心玻璃微珠为骨架构建导热胶层内的微观网络结构；在固化过程中，空心玻璃微珠、氢氧化铝与高分子材料共同形成交联反应增强、长链互穿的纳米级网络结构，使相邻两颗改性空心玻璃微珠边缘之间的孔隙距离小于该改性空心玻璃微珠的直径，高分子材料可有效将无机导热填料氢氧化铝粉体颗粒和改性空心玻璃微珠包覆，缩短改性空心玻璃微珠周围的三维导热通路长度，使固化后的导热胶层形成纳米-微米尺度的互穿网络和三维导热结构，在显著降低导热胶层固体密度的同时保持或者提高其他的关键性能，导热胶层能够保持导热、绝缘、阻燃、较高的强度和极佳的韧性，从而克服了导热胶层的密度与机械强度、高导热性、阻燃性、粘结力等是相互矛盾的性能，以同时满足电动汽车减重和增效的需求。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：
3、一种动力电池低密度高性能导热结构胶，其以重量计由如下比例的组分制成：
4、组分a：多元醇20～40、小分子醇0.5～2.0、除水剂0.1～1、氢氧化铝60～75、催化剂0.01～0.10，改性空心玻璃微珠3～13；
5、组分b：二元醇5～15、高活性多异氰酸酯10～30、氢氧化铝60～75，改性空心玻璃微珠3～13；
6、所述改性空心玻璃微珠是由粒径d50=40μm的空心玻璃微珠，经偶联剂表面改性制得的；...
【技术保护点】
1.一种动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于，其以重量计由如下比例的组分制成：
2.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述的多元醇，是聚烯烃多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、腰果壳油生物基改性多元醇、聚合物多元醇POP中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述小分子醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,4-丁二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,7-二甲基-3,6-辛二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三
4.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：氢氧化铝是导热填料，其是粒径D50=5～10μm、D50=10～20μm、D50=20～30μm中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机铋类催化剂、有机锌类催化剂和有机锆类催化剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述空心玻璃微珠的粒径D50=40μm、抗压强度2000～6000psi、密度0.3～0.38g/cm3，并且经过如下步骤的表面改性处理：
8.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述二元醇选自聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、改性腰果壳渍聚醚二元醇中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述高活性多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、聚合MDI中的一种或多种。
10.一种权利要求1~9任一项所述动力电池低密度高性能导热结构胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于，其以重量计由如下比例的组分制成：
2.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述的多元醇，是聚烯烃多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、腰果壳油生物基改性多元醇、聚合物多元醇pop中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在于：所述小分子醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,4-丁二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,7-二甲基-3,6-辛二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、氢醌-双（β-羟乙基）醚、三羟甲基丙烷和三羟甲基丙烷单烯丙基醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的动力电池低密度高性能导热结构胶，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海涛，钱学伟，张晨，廖启忠，
申请(专利权)人：广州布鲁奥申新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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