[发明专利]一种高水汽阻隔性环氧树脂组合物及其在锂离子动力电池中的应用

说明书

本发明公开一种高水汽阻隔性环氧树脂组合物，按重量计，包括以下组分：20~60份环氧树脂、增韧剂5~30份、填料0~60份、稀释剂0~15份、水汽阻隔剂0.1~5份、层状纳米材料0.1~5份、聚丙烯酰胺粉末0.05~1份、胺类固化剂3‑40份和固化促进剂0‑5份。该组合物不仅具有高韧性、高粘接强度和耐疲劳性能，还兼具高的水汽阻隔性，可以满足锂离子动力电池轻量化对粘接与密封提出的新需求，具有重要的应用价值和实际意义。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及的是一种高水汽阻隔性环氧树脂组合物及其在锂离子动力电池中的应用。

背景技术

锂离子动力电池作为新能源汽车的关键部件，其性能的优劣将对电动汽车的应用前景产生重大影响。由于现阶段动力电池比能量普遍较低，为了延长动力电池的使用时间，减少充电次数，必须让汽车轻量化，而动力电池的“减肥”将成为电动汽车整车轻量化的关键。

锂离子动力电池轻量化技术是一项复杂的系统工程，需要从电池包的各个组成部分进行轻量化设计，包括铝合金电芯壳体的轻量化设计。由于电芯内部的锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系，这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关，而水分的失控不仅能导致锂盐的分解，而且对正负极材料的成膜和稳定性都将产生恶劣的影响，导致锂离子电池的电化学特性，诸如容量、内阻和产品特性都会产生较为明显的恶化。为此，在对动力电池电芯壳体的轻量化过程中，与传统的铝合金壳体不同的是，引入的塑料制件与塑料制件，或塑料制件与金属制件，不能用焊接来密封，而只能用胶粘剂来密封与粘接，这就对胶粘剂提出了更多的要求，即在履行粘接作用的同时还需兼具高的水汽阻隔性。

与其它体系的胶粘剂，如聚氨酯树脂、丙烯酸树脂相比，环氧树脂有着更高的水汽阻隔性，但仍远不及分类为气体阻隔材料的聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇等高阻隔性材料。为了提高气体阻隔性能，现有技术主要通过增加胶层的厚度、组合使用填料和引入含酰胺基的固化剂等各方面下功夫。在中国专利“胺类环氧树脂固化剂、含有该固化剂的气体阻隔性环氧树脂组合物、涂料和层压用粘合剂（CN 101679611 B）”，公开了一种包含胺化合物的胺类环氧树脂固化剂以及含有该固化剂且具有高气体阻隔性能与长适用期的环氧树脂组合物，除了环氧树脂固有的优异性能以外，所述胺化合物可赋予环氧树脂以高气体阻隔性能和长适用期。然而，尽管该技术可以显著提升胶粘剂对氧气的阻隔性，但该技术并未提及对水汽的阻隔性，此外，由于涉及固化剂的合成，进而存在固化剂价格昂贵，不利于大规模推广。

针对目前环氧树脂结构粘接所存在水汽阻隔性不足的难题，开发一种具有高阻隔性环氧树脂组合物，具有重要的应用价值和实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高阻隔性环氧树脂组合物，其可满足锂离子动力电池电芯轻量化提出的高水汽阻隔性的要求，具有重要的应用价值和实际意义。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高水汽阻隔性环氧树脂组合物，按重量计，包括以下组分：20~60份环氧树脂、增韧剂5~30份、填料0~60份、稀释剂0~15份、水汽阻隔剂0.1~5份、层状纳米材料0.1~5份、聚丙烯酰胺粉末0.05~1份、胺类固化剂3-40份和固化促进剂0-5份。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，酚醛环氧树脂、双酚S型环氧树脂或缩水甘油酯环氧树脂中的一种或几种的组合。

所述的增韧剂为是聚硫橡胶、核-壳聚合物、丁腈橡胶、丙烯酸类聚合物或氨基封端的材料和环氧树脂的加合物，或羧基封端的材料和环氧树脂的加合物的一种或几种的组合。

所述的填料为硅微粉、滑石粉、纳米碳酸钙、重钙、氧化铝粉、短切玻璃纤维的一种或几种的组合。

所述的稀释剂为2-乙基己基缩水甘油醚、C₁₂-C₁₄烷基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚中的一种或几种的组合。