[发明专利]一种用于锂电池密封的绝缘氟橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于锂电池密封的绝缘氟橡胶材料及其制备方法，绝缘氟橡胶材料包括如下重量份的组分：氟橡胶100份、绝缘材料5‑15份、补强填料12‑30份、过氧化物硫化剂0.75‑2.5份、硫化助剂1.5‑3份、加工助剂0.8‑6份。本发明的氟橡胶材料具有优异的耐电解液性能，其浸泡电解液后体积膨胀＜35%，质量膨胀＜20%。同时，该材料具有良好的绝缘性能，材料体积电阻在2×10¹²Ω·cm以上，装配成锂电池的密封材料后体积电阻＞1000MΩ（1000V电压，延迟读数3秒测试），且高温压缩永久变形在20%以下（200℃*70 h），满足锂离子电池的密封及绝缘要求。

技术领域

本发明属于电池密封材料技术领域，具体地说是涉及一种用于锂电池密封的绝缘氟橡胶材料及其制备方法。

背景技术

电解液是锂电池的重要组成部分，而电解液的橡胶密封圈显然也起到不可忽视的作用。由于电解液成份复杂，因此，对密封圈的材料要求甚高。目前密封圈材料主要有丁腈橡胶、全氟醚橡胶、C型氟橡胶、硅橡胶和三元乙丙橡胶。丁腈橡胶主要用于油封制品，耐高温性能有限，无法经受锂电池盖板的制程工艺；全氟醚橡胶虽然可靠性高，但价格十分昂贵，不利于锂电池的推广；硅橡胶有很好的耐高低温性能，但其耐介质性能很差，无法适应电解液环境；三元乙丙橡胶对电解液耐受性很好，但其不耐300℃以上高温，无法满足锂电池盖板的装配要求。目前过氧化物硫化型的氟橡胶越来越多应用于锂电池电解液的端面密封，但过氧化物型氟橡胶加工工艺差，易污染模具。氟橡胶由于自自身较高的门尼，密炼设备需要专有的设备，这对其密炼工艺提出了一定要求；在较高的门尼粘度下实现很好的分散且减少对后段模压工序的脱模难度，都需要研究其特定的密炼工艺。

专利申请号为201210192295.8的“一种硅橡胶绝缘氟橡胶电缆料及其制备方法”，其以硅橡胶为基体，辅助聚四氟乙烯塑料，其电性能优异，且环保耐磨，但硅橡胶的耐介质性能很差，无法满足耐电解液要求。

专利申请号为201220402359.8的“一种氟塑料绝缘氟橡胶护套电缆”，以氟橡胶为主体材料，其具有很好的耐高温、耐油、耐撕裂等特点，但由于加入屏蔽体，其体积电阻无法满足锂电池密封件要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于锂电池密封的绝缘氟橡胶材料及其制备方法，以提高锂电池密封材料的密封性能和绝缘性能。

为此，本发明提供了一种用于锂电池密封的绝缘氟橡胶材料，包括如下重量份的组分：氟橡胶100份、绝缘材料5-15份、补强填料12-30份、过氧化物硫化剂0.75-2.5份、硫化助剂1.5-3份、加工助剂0.8-6份。

优选的，所述氟橡胶为过氧化物硫化氟橡胶，其门尼粘度为23-28，其氟含量＞69.8％。

优选的，所述绝缘材料为白炭黑和/或硫酸钡。

优选的，白炭黑中二氧化硅含量为40-60％，硫酸钡中有效成份含量＞99％。

优选的，所述加工助剂为脂肪酸衍生物和硅酮之缩合产物、棕榈蜡、硬脂酸中的至少一种；当所述加工助剂含有两种组份时，两种组份的质量比为(1-3)：3。

优选的，所述过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯、1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷中的至少一种；当所述过氧化物硫化剂含有两种组份时，两种组份的质量比为(2-7):1。

优选的，所述硫化助剂为三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的至少一种；当所述过氧化物硫化剂含有两种组份时，两种组份的质量比为(5-8):1。

本发明的所述的用于锂电池密封的绝缘氟橡胶材料的制备方法包括：