CN102653614B - 一种锂电池壳体组方及制备方法 - Google Patents

一种锂电池壳体组方及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种锂电池壳体的制备方法，该壳体材料以PP为基体材料，采用玻璃纤维为增强材料，混合、熔融、注塑而成，该工艺制成的产品大大提高了壳体的拉伸强度、硬度，并降低了壳体受热后的收缩比；采用聚烯烃弹性体和柔性聚合物为辅料，进一步改善了该壳体的韧性和抗高低温性能；采用了常见的MAH-g-PP为增容剂。不仅简化了产品的生产流程，降低了产品的生产成本，更重要的是避免了有毒有害物质的使用和产生，以及对环境的污染，很有利于确保生产者和使用者的身心健康。

Description

一种锂电池壳体组方及制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池壳体组方及制备方法，属于电池生产技术领域。
背景技术
随着锂电新能源技术的不断发展，我国乃至世界都掀起了锂电相关行业的研发浪潮，关于新型锂电池壳体的研究，也是其重要方面。传统的电池壳体面临着两大难题，采用金属作为主要材料的锂电池壳体，费用高，重量大；采用铝塑膜作为主要材料的锂电池壳体，容量小，材料强度低。因此，众多业内人士，都将注意力转移到开发低质量、低成本、高强度新型锂电池壳体上。
未来的锂电池壳体材料研究方向应该是聚合物，其中，聚烯烃是一种最具潜力的材料。聚烯烃材料具有来源广、力学性能优良、成本低、质量轻、无污染、高绝缘等特性，因此，以聚烯烃材料为壳体是锂电池最理想的选择，处于高速发展状态。
目前，现有制造锂电池聚合物壳体的技术，仍然存在强度低、韧性差的缺点，例如以单一聚丙烯为材料等，这种壳体对外界碰撞和挤压承受能力很差，在实际使用过程中，很可能会开裂漏液、设置壳体碎裂，并且，现有工艺制造的壳体的抗老化性、耐高低温性能都达不到理想的效果。
发明内容
本发明提供了一种锂电池壳体的制备方法，解决了传统的电池壳体重量大、容量小、成本高的问题。
本发明的锂电池壳体由以下的各组分按质量份数配比而成：
PP：48.24~72.36、玻璃纤维：8.78~22.35、聚烯烃弹性体：5.63~15.74、磷：4.71~9.24、
含镁化合物：3.48~6.76、色母粒：0.43~2.06、MAH-g-PP：0.92~3.14、
邻苯二甲酸二异癸酯：0.46~2.09、丙酸十八醇酯：0.05~1.08。
所述的壳体配方，其特征在于所述壳体配方由以下各组分按质量份数配比而成：
PP：52~58.50、玻璃纤维：15.18~21.75、聚烯烃弹性体：7.63~10.14、磷：7~8.24、含镁化合物：4.48~4.76、色母粒：0.9~1.46 、MAH-g-PP：2.2~3.02 、邻苯二甲酸二异癸酯：0.98~1.85，丙酸十八醇酯：0.70~1.08。
所述的壳体配方，其特征在于所述壳体配方由以下各组分按质量分数配比而成：
PP：56、玻璃纤维：17、聚烯烃弹性体：9、磷：7.5、含镁化合物：4.5、色母粒：1.4、MAH-g-PP：2.3、邻苯二甲酸二异癸酯：1.6，丙酸十八醇酯：0.9。
所述的壳体配方，其特征在于：阻燃剂由磷和含镁化合物组成，二者协同作用，达到阻燃的效果。
所述的壳体配方，其特征在于：磷选自红磷和白磷中一种。
所述的壳体配方，其特征在于：含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁和氢氧化镁中一种。
本发明锂电池壳体制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述配比秤取各种配料；
（2）将配料混合后40℃-60℃烘干；
（3）将混料熔融挤出、造粒；
（4）粒料烘干；
（5）将烘干物料高温注塑，既得。
本发明和现有技术相比具有以下积极效果在于：
1.该壳体材料以PP为基体材料，采用玻璃纤维为增强材料，混合、熔融、注塑而成，该工艺制成的产品大大提高了壳体的拉伸强度、硬度，并降低了壳体受热后的收缩比。
2.该壳体材料采用聚烯烃弹性体和柔性聚合物为辅料，进一步改善了该壳体的韧性和抗高低温性能。
3.该壳体材料的生产工艺和作为锂电池壳体使用后，没有添加也不会反应产生有害化学物质，而是采用了常见的MAH-g-PP为增容剂。不仅简化了产品的生产流程，降低了产品的生产成本，更重要的是避免了有毒有害物质的使用和产生，以及对环境的污染，很有利于确保生产者和使用者的身心健康。
4. 该壳体材料添加了非卤族元素的阻燃物质，大大提高了壳体的阻燃性，同时，不含有害物质。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的特征及其优势进行阐述，然而可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变，而所有这些改变都应属于本发明的权利要求的保护范围。
实施例1：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：52 kg、玻璃纤维：15.18 kg、聚烯烃弹性体：7.63 kg、红磷：7 kg、氧化镁镁：4.48 kg、色母粒：0.9 kg 、MAH-g-PP：2.2 kg、邻苯二甲酸二异癸酯：0.98 kg，丙酸十八醇酯：0.70 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
实施例2：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：52 kg、玻璃纤维：15.18 kg、聚烯烃弹性体：7.63 kg、红磷：7 kg、碳酸镁：4.48 kg、色母粒：0.9 kg 、MAH-g-PP：2.2 kg、邻苯二甲酸二异癸酯：0.98 kg，丙酸十八醇酯：0.70 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
实施例3：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：52 kg、玻璃纤维：15.18 kg、聚烯烃弹性体：7.63 kg、红磷：7 kg、氢氧化镁：4.48 kg、色母粒：0.9 kg 、MAH-g-PP：2.2 kg、邻苯二甲酸二异癸酯：0.98 kg，丙酸十八醇酯：0.70 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
实施例4：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：56 kg、玻璃纤维：17 kg、聚烯烃弹性体：9 kg、白磷：7.5 kg、氧化镁：4.5 kg、色母粒：1.4 kg、MAH-g-PP：2.3 kg、邻苯二甲酸二异癸酯：1.6 kg，丙酸十八醇酯：0.9 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
实施例5：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：56 kg、玻璃纤维：17 kg、聚烯烃弹性体：9 kg、白磷：7.5 kg、氢氧化镁：4.5 kg、色母粒：1.4 kg、MAH-g-PP：2.3 kg、邻苯二甲酸二异癸酯：1.6 kg，丙酸十八醇酯：0.9 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
实施例6：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：58.50kg、玻璃纤维：21.75kg、聚烯烃弹性体：10.14 kg、红磷：8.24 kg、碳酸镁：4.76 kg、色母粒： 1.46 kg 、MAH-g-PP：3.02 kg 、邻苯二甲酸二异癸酯：1.85 kg，丙酸十八醇酯：1.08 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
实施例7：
壳体材料的制作方法：（1）按重量PP：58.50kg、玻璃纤维：21.75kg、聚烯烃弹性体：10.14 kg、白磷：8.24 kg、氢氧化镁：4.76 kg、色母粒： 1.46 kg 、MAH-g-PP：3.02 kg 、邻苯二甲酸二异癸酯：1.85 kg，丙酸十八醇酯：1.08 kg秤取各个配料；（2）混合后用40℃-60℃烘干；（3）将配料熔融混合挤出、造粒；（4）将得到的半成品烘干并检测；（5）将烘干检测后的粒料高温注塑；（6）抽样件测定，如有需要调质后再检测；（7）合格后产品入库。
以下通过对实施例的机械试验表明本发明的积极效果所在：
表1 实施例及对照组性能表
  拉伸强度（MPa） 抗冲击强度(KJ/M2) 成型收缩率（%）
PP 34.7 14.1 2.2
实施例1 42.6 15.5 1.7
实施例2 45.1 14.9 1.8
实施例3 43.6 16.2 1.5
实施例4 50.4 17.4 1.2
实施例5 48.9 16.9 1.2
实施例6 54.2 17.3 1.0
实施例7 53.7 15.7 1.1

Claims (1)

1.一种锂电池壳体，由以下的各组份按质量份数配比而成的：
PP：48.24~72.36、玻璃纤维：8.78~22.35、聚烯烃弹性体：5.63~15.74、磷：4.71~9.24、含镁化合物：3.48~6.76、色母粒：0.43~2.06、MAH-g-PP：0.92~3.14、邻苯二甲酸二异癸酯：0.46~2.09、丙酸十八醇酯：0.05~1.08；
所述的磷选自红磷和白磷中一种；
所述的含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁和氢氧化镁中一种。
2、根据权利要求1所述的锂电池壳体，由以下的各组份按质量份数配比而成的：
PP：52~58.50、玻璃纤维：15.18~21.75、聚烯烃弹性体：7.63~10.14、磷：7~8.24、含镁化合物：4.48~4.76、色母粒：0.9~1.46 、MAH-g-PP：2.2~3.02 、邻苯二甲酸二异癸酯：0.98~1.85，丙酸十八醇酯：0.70~1.08。
3、根据权利要求1所述的锂电池壳体，由以下的各组份按质量份数配比而成的：
PP：56、玻璃纤维：17、聚烯烃弹性体：9、磷：7.5、含镁化合物：4.5、色母粒：1.4、MAH-g-PP：2.3、邻苯二甲酸二异癸酯：1.6，丙酸十八醇酯：0.9。
4、一种锂电池壳体制备方法，包括以下步骤：
（1）按如权利要求1~3之一所述配比称取各种配料；
（2）将配料混合后40℃-60℃烘干；
（3）将混料熔融挤出、造粒；
（4）粒料烘干；
（5）将烘干物料高温注塑，即得。
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