[发明专利]一种银包铜复合导电粒子及含有该粒子的耐电解液热熔胶

说明书

本发明涉及一种银包铜复合导电粒子及含有该粒子的耐电解液热熔胶，复合导电粒子的粒径为5‑50μm，通过如下方法制备：S1.球磨铜粉、S2.铜粉抗氧化处理、S3.银包铜处理、S4.表面处理。本发明的耐电解液热熔胶，以重量百分比计，包括20‑50%的树脂基体和50‑80%的导电粒子；该导电粒子为上述银包铜复合导电粒子。复合导电粒子经过脱脂清洁、磷化、硅烷包覆、包银和表面改性处理，提高了其抗氧化性和导电性；通过不同粒径复合导电粒子的复配，及复合导电粒子分步加入树脂基体，使复合导电粒子在树脂基体中具有良好的分散性和相容性，提高了热熔胶的导电性和粘接性，并使热熔胶具有优良的耐电解液性。

技术领域

本发明属于金属导电粒子包覆处理领域，尤其涉及一种银包铜复合导电粒子，还涉及包括上述复合导电粒子的、用于锂电池内部导电粘接的耐电解液热熔胶及其制备方法。

背景技术

随着电动汽车和手机等行业的蓬勃发展，消费者对电池的续航能力和安全性能要求越来越高。作为锂离子电池，如何在提高电容量的同时保证电池的安全成为技术革新的最大难题。电池的最大安全隐患就是极耳、转接片、顶盖等部件焊接时产生的焊渣、焊珠。在电池工作时，这些“杂质”可能发生脱落，存在刺穿隔膜的风险，造成电池内短路。另外，为满足快充要求而开发的无极耳圆柱电池，若使用焊接工艺容易造成焊穿问题，导致极片或隔膜的损伤。

目前主流的焊接方案分为激光焊接和超声波焊接。超声波焊接是一种摩擦焊接工艺，温度不超过100℃，属于冷焊接。焊接质量稳定、接头无微观气孔缺陷、无脆性金属间化合物、不产生熔融金属喷溅等问题。但其缺点是需要表面平坦且干净，仅适用于小电流连接。激光焊接可以承受更高的电流（60A），且对元件的平整度和清洁程度无要求。但其缺点是需要连接元件之间没有间隙，因此需要加夹紧系统。对于电池来讲，两种焊接工艺都有会产生焊渣、焊珠。为解决上述问题，本发明提供一种新的解决方案—导电热熔胶，替代手机电池极耳焊接极片工艺、方形电池转接片焊接到顶盖工艺、以及无极耳圆柱电池极片焊接到端盖工艺。

在热熔胶内部添加导电粒子是为热熔胶提供导电性的有效手段，导电粒子的导电性、分散性和稳定性等性能对导电热熔胶性能影响较大。专利CN106148926A公开了一种银包铜粉及其制备方法，其采用先置换再还原的方式，在铜粉表面形成均匀致密的银包覆层，提高导电效果。置换反应和还原反应是目前生产银包铜粒子的常用方式，然而，置换反应得到的银层较为松散，结合强度较低，并且置换反应形成的铜络合物富集在粒子周边，如不及时清理将严重阻碍后续置换反应，因而该发明采用先置换再还原的方式，所得银层稳定性较差，铜核抗氧化性欠佳，实际应用难度大。专利CN107498064A公开了一种中高温电子浆料用超细铜-银核壳复合粉的制备方法，其先后包括制造铜粉、磷化处理、制备银包铜粉，得到的铜-银核壳复合粉表面的银不易脱落、抗氧化性强、导电性能稳定。然而，该发明在铜粉表面仅采用磷化处理，难以使铜核具有足够的抗氧化性，以满足在电解液等严苛环境中的稳定性需求；且该复合粉表面未作任何处理，在基体树脂中相容性和分散性较差，难以得到性能均有稳定的复合材料。

复合胶料方面，专利CN107236485A公开了一种枝状热固型粘贴导电胶及其制备方法，所述枝状热固型粘贴导电胶含有银包铜颗粒粉体，所述银包铜颗粒粉体由3-5微米的第一枝状粉体、6-8微米的第二枝状粉体、10-12微米的第三枝状粉体组成，所述银包铜颗粒粉体的含银量为10%，所述银包铜颗粒粉体的表面95%被银包裹。该发明的枝状热固型粘贴导电胶中颗粒粉体排列紧密，能够有效提高导电性能，并与覆铜板基材及补强钢片的贴合，增加剥离强度。虽然该发明使用了不同粒径的银包铜粉末组合，但是银包铜颗粒的制备和处理简单，银含量较低，也并未对其进行适当改性，使得颗粒中的铜容易被氧化流失，且银包铜颗粒和树脂基体之间的分散性和相容性较差，在树脂基体中易发生团聚，影响材料的导电性；其次，颗粒粒径总体偏小，颗粒之间的填充效应不明显，且对基体也无增强等附加作用；此外该发明制备的涂层厚度较厚，在实际应用中会受到限制。