一种导热绝缘mylar膜材料及其制备方法与其在锂电池中的应用与流程

专利检索2025-11-01  6


本发明涉及薄膜,尤其是指一种导热绝缘mylar膜材料及其制备方法与其在锂电池中的应用。


背景技术:

1、mylar膜是一种聚酯薄膜,又叫麦拉纸,绝缘带,麦拉膜,常用于电子产品的捆扎和包装用,由于其良好的性能,使得mylar膜广泛的应用于电子产品的行业中,但是现有的mylar膜的功能过于单一,往往不具有抗腐蚀、防潮和抗撕拉的性能,使得在运输和存储的电子产品发生部分的损坏,给企业带来了一定的损失,已经不能满足如今的要求。现有技术中,方壳电芯中使用mylar膜包裹裸电芯,锂离子电池中mylar膜多为强度较高的高分子聚合物材料。

2、使用单一高分子聚合物材料作为mylar膜,由于高分子材料导热性能较差,电芯热失控时,包裹的mylar膜不利于电池散热。

3、目前使用的mylar都是简单的pp或者hdpe磨砂材料,仅仅具有绝缘的功用,现有技术mylar膜没有发泡材料。现有的mylar膜多为聚酯薄膜结构,而针对特殊环境中mylar膜的使用,需要保证mylar膜具备耐高温能力和阻燃能力,而现有的mylar膜不具备高效的阻燃耐温能力,因此会造成使用寿命过低的问题,因此设计出散热效果好的mylar膜是本领域工作人员需要解决的问题。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明提供了一种导热绝缘mylar膜材料及其制备方法与其在锂电池中的应用。利用低密度聚乙烯(ldpe)和聚乙烯(hdpe)及导热填料(氧化石墨烯或炭黑)开炼掺混,制成发泡材料(发泡材料同等体积下密度相比未发泡材料可以有大幅度的降低),可以使该材料在绝缘的同时又具有导热的能力。以此材料作为电池中的mylar膜,可以保证电池又很好的导热性能,同时疏松多孔的结构也可以使原来的mylar膜更轻。

2、本发明的第一个目的在于提供一种导热绝缘mylar膜材料,包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导热填料、引发剂、发泡剂以及抗氧剂。

3、在本发明的一个实施例中,所述低密度聚乙烯的密度是0.91g/cm3-0.94g/cm3;所述高密度聚乙烯的密度是0.95g/cm3-0.98g/cm3。

4、在本发明的一个实施例中,所述低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的质量比为(1:1)-(10:1)。

5、在本发明的一个实施例中,所述低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的质量比为(7:3)-(9:1)。

6、在本发明的一个实施例中,所述低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的质量比为(4:1)-(3:2)。

7、在本发明的一个实施例中,所述低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的质量比优选为(2:1)-(10:1);优选为(3:1)-(10:1);优选为(4:1)-(10:1);优选为(4:1)-(3:2);优选为(4:1)-(7:3);优选为(5:1)-(10:1);优选为(6:1)-(10:1);优选为(7:1)-(10:1);优选为(8:1)-(10:1);优选为(9:1)-(10:1)。

8、在本发明的一个实施例中,所述低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的质量比优选为1:1,2:1,3:1,3:2,4:1,5:1,6:1,7:1,8:1,9:1,10:1,7:3等。

9、在本发明的一个实施例中,所述导热填料与低密度聚乙烯与高密度聚乙烯质量之和的质量比为(5:95)-(2:8)。

10、在本发明的一个实施例中,所述导热填料与低密度聚乙烯与高密度聚乙烯质量之和的质量比为(1:19)-(2:18);优选为(1:18)-(2:18);优选为(1:17)-(2:18);优选为(1:16)-(2:18);优选为(1:15)-(2:18);优选为(1:14)-(2:18);优选为(1:13)-(2:18);优选为(1:12)-(2:18);优选为(1:11)-(2:18);优选为(1:10)-(2:18)等。

11、在本发明的一个实施例中,所述导热填料、引发剂、发泡剂与抗氧剂的质量比为(10:1:1:0.01)-(10:5:5:2)。

12、在本发明的一个实施例中,所述导热填料、引发剂、发泡剂与抗氧剂的质量比为(10:1:2:0.01)-(10:3:3:0.05)。

13、在本发明的一个实施例中,所述导热填料选自氧化石墨烯、三氧化二铝、氮化硼、氧化镁和碳化硅中的一种或多种;优选为氧化石墨烯、氮化硼、三氧化二铝中的一种或多种;优选为氧化石墨和氮化硼。

14、在本发明的一个实施例中,当所述导热填料为氧化石墨和氮化硼时,氧化石墨烯和氮化硼质量比为1:1-3:1;优选为1:1-2:1;优选为1:1、2:1、3:1。

15、在本发明的一个实施例中,所述导热填料选自氧化石墨烯和氮化硼。

16、在本发明的一个实施例中,所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯和2,2’-偶氮二异丁酸二乙酯中的一种或多种。

17、在本发明的一个实施例中,所述发泡剂选自有机发泡剂和/或无机发泡剂。

18、在本发明的一个实施例中,所述有机发泡剂选自偶氮化合物、磺酰肼类化合物和亚硝基化合物中的一种或多种。

19、在本发明的一个实施例中,所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、硬脂酸、硬脂酸锌、碳酸钙、十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠一种或多种。

20、在本发明的一个实施例中,所述抗氧剂选自3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂b215、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种;优选的,选自抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种或多种。

21、本发明的第二个目的在于提供所述的导热绝缘mylar膜材料的制备方法,包括以下步骤:

22、(1)、将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯混合分散,并加入导热填料,加入引发剂、发泡剂和抗氧剂混合均匀后制成母料;

23、(2)、将步骤(1)中所得母料进行硫化发泡处理,得到所述导热绝缘mylar膜材料。

24、在本发明的一个实施例中,步骤(1)中,混合分散在开炼机中进行。

25、在本发明的一个实施例中,开炼机的温度设定为110℃-130℃。通过设置该温度可以限制热熔温度,防止发泡剂在较高温度的情况下发生自分解的反应。

26、在本发明的一个实施例中,步骤(1)中,所述导热填料是低密度聚乙烯与高密度聚乙烯质量之和的1wt%-2wt%。

27、在本发明的一个实施例中,步骤(2)中,所述硫化发泡处理采用平板硫化机进行。

28、在本发明的一个实施例中,步骤(2)中,所述硫化发泡过程中在温度为150℃-190℃进行发泡。

29、在本发明的一个实施例中,步骤(2)中,所述导热绝缘mylar膜材料的厚度为0.1mm-0.25mm。

30、本发明的第三个目的在于提供所述的导热绝缘mylar膜材料在锂电池中的应用。

31、本发明利用高密度聚乙烯结晶度高,加工性能较差,低密度聚乙烯分子链支化程度发达结晶度低,硬度不够。通过将二者混合可以很好的改善材料的韧性;同时加入导热填料,可以使得在材料绝缘的性能上同时赋予其导热性能。

32、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

33、1.由于改变了聚合物基体材料,使用掺混材料,在提升强度的同时,可以降低聚合物的密度。

34、2.在添加了炭黑或氧化石墨烯后,材料的导热、强度、硬度等各方面性能有了进一步的提升。


技术特征:

1.一种导热绝缘mylar膜材料,其特征在于,包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导热填料、引发剂、发泡剂以及抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的导热绝缘mylar膜材料,其特征在于,所述低密度聚乙烯的密度是0.91g/cm3-0.94g/cm3;所述高密度聚乙烯的密度是0.95g/cm3-0.98g/cm3。

3.根据权利要求1所述的导热绝缘mylar膜材料,其特征在于,所述导热填料选自氧化石墨烯、三氧化二铝、氮化硼、氧化镁和碳化硅中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的导热绝缘mylar膜材料,其特征在于,所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯和2,2’-偶氮二异丁酸二乙酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的导热绝缘mylar膜材料,其特征在于,所述发泡剂选自有机发泡剂和/或无机发泡剂。

6.根据权利要求1所述的导热绝缘mylar膜材料,其特征在于,所述抗氧剂选自3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、抗老剂1010和抗老剂168中的一种或多种。

7.权利要求1-6中任一项所述的导热绝缘mylar膜材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述导热填料是低密度聚乙烯、高密度聚乙烯质量总和的1wt%-2wt%。

9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述导热绝缘mylar膜材料的厚度为0.1mm-0.25mm。

10.权利要求1-6所述的导热绝缘mylar膜材料在锂电池中的应用。


技术总结
本发明涉及一种导热绝缘mylar膜材料及其制备方法与其在锂电池中的应用。本发明导热绝缘mylar膜材料包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导热填料、引发剂、发泡剂以及抗氧剂。具体通过以下方法制备得到:将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯混合分散,并加入导热填料,加入引发剂、发泡剂和抗老化剂混合均匀后制成母料;将所得母料进行硫化发泡处理,得到所述导热绝缘mylar膜材料。以此材料作为电池中的mylar膜,可以保证电池又很好的导热性能,同时疏松多孔的结构也可以使原来的mylar膜更轻。

技术研发人员:闫永思,孙化雨,莫方杰,赵玉海
受保护的技术使用者:远景动力技术(江苏)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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