[发明专利]一种用于电池的高温绝缘涂料及其制备方法

说明书

本申请公开一种用于电池的高温绝缘涂料及其制备方法，涉及锂离子电池技术领域，包括第三配液和粘结剂；所述第三配液包括含有膨胀粒子的第一配液、以及含有石墨组分的第二配液；所述石墨组分为石墨烯或石墨；所述膨胀粒子、石墨组分、粘结剂的质量百分比为：膨胀粒子：1％‑15％；石墨组分：40％‑90％；粘结剂：8％‑30％；申请创新性的将高分子膨胀材料与石墨烯结合并将其应用于电池涂料中，并充分利用其特性实现对电池热量的自动管控，对电池内部温度的反应更为灵敏，具有更优越的安全性能，另外又同时兼顾了常温状态下的正常电通路，不影响日常的正常使用。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种用于电池的高温绝缘涂料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池尤其是车载电池，其发展主要方向大多是为了在有限的空间中发挥到最大的储能效果及缩短充电时间，即为提高单位能量密度以及加快充电效率。

其中，提高单位能量密度有可分为两个主要的方向，其一为寻求高电压平台的材料，该方式可能存在内阻过高、结构不稳定等问题；另一方向为改变电活性物质占比或是调整电池空间结构，通过占比调整主要是减薄集流体厚度，但减薄后导电截面积下降从而使得内阻增加，另外机械强度下降使电活性层压实加密的难度提升。从空间结构调整方向而言，现有的方式有将圆柱状的电池形状设计变成片状的软包形式，如此虽然增加了能量密度，但也使热量无法顺利传导。现行使用最多调整空间及减薄，但减薄由于滚压技术、导电率及机械强度等限制使得减薄项目因安全问题而有所趋缓；而改变电池外观，又因单电池体积过于庞大，使之出现散热问题；再加上快充的需求，在高压充电的环境中使得电池热量累积成为必须面对的问题。

现有厂家会采用热敏电阻(PTC)对电池进行一个高温时效管控，从而避免元件过热。然而对于体积庞大的车载电池，一般热敏电阻并不能有效地在第一时间反应电池内部的发热情况，且无法在第一时间感应电池内部的局部发热现象，并做出相应的反应，在温度感应上存在时间差。另外，常见的PTC分为两类，第一类为内阻渐增，此类PTC由于材料自身问题，随温度上升使发热现象更为明显，在车载项目上容易形成反效果，加速电池恶化；第二类为使用BaTiO3等直接相变化材料，但其初始内阻偏高问题，不符合电池内部对于内阻的需求，若增加导电剂提高其导电度，其内部电流也会因为克西荷夫定律而选择电阻最低的路径移动，故其效能将大大降低。

而BMS(电池管理系统)也是针对内阻提升元件对其进行隔断，故除了使用BMS对电池进行管控外，随着软包电池、硬壳电池的广泛应用，单体体积增大体积的结果，我们更难对于电池内部的行为作管控。因此，针对现有技术中存在的各种问题，亟需采用一种新的方式去改进与优化。

发明内容

本申请目的在于提供一种用于电池的高温绝缘涂料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种用于电池的高温绝缘涂料，包括第三配液和粘结剂；所述第三配液包括含有膨胀粒子的第一配液、以及含有石墨组分的第二配液；所述石墨组分为石墨烯或石墨；

所述膨胀粒子、石墨组分、粘结剂的质量百分比为：

膨胀粒子：1％-15％；

石墨组分：40％-90％；

粘结剂：8％-30％。

优选的，所述膨胀粒子包括由挥发性碳氢化合物制成的内层，以及包裹在所述内层外部的外包层。

优选的，所述外包层为PAA(聚丙烯酸)，PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(丁苯橡胶)、PU(聚氨酯)、PS(聚苯乙烯)、PVA(聚乙烯醇)中的一种。

优选的，所述石墨或石墨烯的粒径为6-15μm。

优选的，所述粘结剂为PAA(聚丙烯酸)、SBR(丁苯橡胶)、PU(聚氨酯)中的一种。

优选的，所述第一配液还包括粒子分散剂。