[发明专利]控制固化导热间隙填充材料

说明书

本发明描述了控制固化导热间隙填充材料，以及固化方法。还描述了固化剂以及制备固化剂的方法。

技术领域

本申请涉及控制固化导热间隙填充材料。

发明内容

在一个方面，本申请涉及固化剂，所述固化剂包含沉积到氧化锌颗粒上的甲苯磺酸锌。本申请还涉及制备固化剂的方法、包含固化剂的控制固化导热间隙填充材料以及制备此类控制固化导热间隙填充材料的方法。

本文所述的控制固化导热间隙填充材料可适用于电子应用，诸如电池组件。

附图说明

图1示出了根据本公开的一些实施方案的示例性电池模块的组件。

图2示出了对应于图1的组装后的电池模块。

图3示出了根据本公开的一些实施方案的示例性电池子单元的组件。

图4a-图4c为氧化锌、如本文所述的固化剂和化学计量甲苯磺酸锌晶体的扫描电镜图像。

具体实施方式

在一个方面，本发明人已确定，使用某些固化剂允许制备控制固化材料。这些体系也是比现有技术体系更有效的固化体系，现有技术体系提供化学计量的甲苯磺酸锌的使用，与本文所述的固化剂相对。此类可控的有效固化特性在其中自动化组装需要此类控制的任何过程中可为极其重要的。例如，在电池单元和组件的生产过程期间，可在空间中操纵(例如，移动、转动等)电池单元和组件。此类移动需要间隙填充材料具有一定程度的稳定性，以确保它们不会以不可预测的方式蠕变或以其他方式变形。

需要预测固化特性，进而预测控制固化导热间隙填充材料的流动特性(例如，粘度)，这代表了生产此类电池单元和电池组件的行业中的重要需求。此外，最小化制造步骤并增加组分材料的易处理性是高度期望的。在使固体添加剂最小化的同时实现这种控制固化在成本、产物复杂性方面可以是有益的，并且可以允许高载量的导热填料(能使得够实现更高的热导率)。这些需求通过本文所述的固化剂来解决。

导热材料是指热导率大于1.5W/mK的材料，但范围的上限不受特别限制。

本文所述的固化剂包含沉积到氧化锌颗粒上的甲苯磺酸锌。这不同于化学计量的甲苯磺酸锌晶体，其为1:2盐(即Zn(Tos)₂)。如本文所示，包含沉积到氧化锌颗粒上的甲苯磺酸锌的固化剂的固化特性表现出合理可预测的行为(适用期和固化时间)，并且比用化学计量的甲苯磺酸锌的固化更有效(即，类似的固化特性可用较少量的固化剂实现)。

当使用化学计量的甲苯磺酸锌晶体时，已观察到它们应被研磨成一致的尺寸以便提供可预测的固化特性。对于本文所述的本发明固化剂，甲苯磺酸锌在氧化锌颗粒上。因此，不需要在使用前研磨固化剂。这导致更容易的处理、更有效的制造、可预测的固化特性和更有效的固化。

如本文所用，对照固化材料是其中可通过改变固化剂的浓度来始终如一地控制适用期(引发固化的时间)和/或固化时间的材料。此外，因为不需要在使用前研磨固化剂，所以它们表现出更可预测的固化特性、更有效的制造和更容易的处理。

当阻燃增塑剂在本文中被描述为液体时，其意指增塑剂在其使用条件下为液体。例如，如果组合物在25℃和1个大气压下配制，则阻燃增塑剂在此类条件下为液体。

本文所述的导热间隙填料特别适用于电池和电池组件，具体地用于电动汽车和混合电动汽车的电池类型。然而，该组合物的实用性不受如此限制。本文所述的导热间隙填料可用于使用此类材料的任何地方，例如，用于电子器件(例如，消费电子器件、服务器冷却)应用中。

热管理在许多电子器件应用中起着重要作用。例如，电池组件的适当热管理有助于解决性能、可靠性和安全性方面的挑战。其包括一级热管理和二级热管理，在一级热管理中，电池单元被组装到电池模块当中，在二级热管理中，这些模块被组装成电池子单元或电池系统。热管理在电池控制单元的冷却方面以及非电池电子应用当中也很重要。