CN110746739A - 一种适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料 - Google Patents

一种适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法包括：石墨烯的制备；石墨烯纤维的制备；石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；预制体制备：将所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料。

Description

一种适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料
技术领域
本发明属于新能源汽车电池领域，特别涉及一种适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料。
背景技术
随着科技的发展，以及人们环保理念的提升，人们越来越注重新能源的开发和利用，新能源汽车就是其中的热点之一。现在新能源汽车也开始在人们的生活中普及。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等，发展势头良好。最常见的就是电动汽车，需要使用充电桩充电，充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，非常便捷。
新能源汽车的动力电池一般都布置在车身底板下方，电池组件通过电池包固定连接在车体上，一般而言，为了使得电池使用过程更为有效，更好的保护电池，并且给车体带来较小的影响，电池包需要起到防水、防火及固定作用，并且自身的重量不能太重。
汽车轻量化是新能源汽车的重要需求，新能源汽车的电池外壳的轻量化也是研究的重点和热点。如在CN201811560253.9中公开了一种高强度轻量化新能源汽车电池包铝型材，包括框体和底板，所述框体沿底板的周长方向布置，所述框体的底面和底板的顶面之间通过胶接的方式连接，所述底板包括上封板、蜂窝板和下封板，所述蜂窝板设置于上封板和下封板之间，所述框体内设置有支撑件，所述支撑件的底面与底板的顶面固定连接，所述支撑件的两端和框体的内侧面之间通过连接件连接。这种接法具有成本低、生产效率高、避免组件变形的优点。CN201810376180.1公开了一种新能源汽车碳纤维电池箱，包括碳纤维箱体，所述碳纤维箱体的顶部通过铰接轴安装有碳纤维箱盖，所述碳纤维箱体的内部安装有支撑板，所述支撑板顶部的中间位置处安装有隔板，所述隔板两侧的碳纤维箱体内部设置有内置电池，所述支撑板下方的碳纤维箱体内部的底端安装有轴承，所述轴承通过转轴安装有扇叶，所述支撑板上方的碳纤维箱体内壁上皆设置有吸尘棉，所述碳纤维箱盖的表面安装有挂钩，所述碳纤维箱体的表面安装的金属搭扣与挂钩相互配合，所述碳纤维箱体的表面设置有散热孔，所述碳纤维箱盖的顶部安装抽气机。通过设置扇叶、抽气机、散热孔和吸尘棉结构，解决了无法快速散热和不便于除尘的问题。
传统的电池包有多种形式，一种是采用钢铁或铝合金材料焊接而成，这种电池包质量重，不利于新能源汽车轻质化进程，同时，其也容易出现安全隐患；另外一类的电池包为轻量化材料壳体，包括玻璃纤维增强的复合材料，SMC片状材料、碳纤维增强复合材料等，但是其强度低、力学要求不达标。现在亟待出现一种新型的适用于新能源汽车的电池外壳的材料。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料。
具体内容如下：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料。
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中的浸渍为真空浸渍和压力浸渍交替进行1～3次，真空浸渍的真空度为10～200Pa，浸渍时间为30～180min；压力浸渍采用的压力为0.15～4.5MPa，浸渍时间为30～180min。
所述的添加剂包括防爆钢纤维。
本发明的有益效果：
(1)本发明首次将石墨烯纤维运用到新能源汽车的电池外壳中，相较于传统的石墨烯复合材料，本发明中的石墨烯纤维的电池外壳，不仅使得电池外壳具备轻量化的特性，同时，还提高了外壳材料的密度以及耐冲击强度；
(2)本发明的工艺简单，所有步骤均具有工业化的操作可行性，可产业化生产电池外壳材料：
(3)本发明在具体的制备工艺过程中，首先将石墨烯进行改性，得到羧酸化的石墨烯，其具有良好的分散性，便于其在后续过程中与纤维素相混合，也使得所制备的石墨烯纤维具有较好的均一性；在石墨烯纤维的制备过程中，本申请开创性的使用微流控技术来制备石墨烯纤维，不仅使得该纤维的制备具有很强的产业化可操作性，且所制备的石墨烯纤维具有良好的力学性能。通过对石墨烯纤维进行改性，可以使得石墨烯纤维在表面具有一定的浸润性，提高固化效果；而在预制体制备过程中，为了提高预制体的密度，本发明采用超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体，虽然其中添加了超声焊接技术焊接成整体的块体的步骤，但是可以使得所得到的改性石墨烯纤维具有可保存的特性，并且还能通过焊接成整体的过程提高材料的致密性，通过两次成型的工艺，使得预制体具有更好的致密度；而在固化过程中，由于对于石墨烯纤维已经进行了改性，将会使得固化效果更佳。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠溶液超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:(30-100)；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为(0.1-10):1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：(20-30)；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；所述预制体、酚醛树脂、固化剂的质量比为1：100：(20-30)；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行1～3次，真空浸渍的真空度为10～200Pa，浸渍时间为30～180min；压力浸渍采用的压力为0.15～4.5MPa，浸渍时间为30～180min。
所述的添加剂包括防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1-3wt％。
实施例1：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为8:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
实施例2：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为8:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
实施例3：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为10:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：25；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：25；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
实施例4：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为10:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的0.1wt％。
实施例5：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为10:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行2次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
实施例6：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为10:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为90min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
实施例7
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；十二烷基磺酸钠与羧化石墨烯的质量比为1:50；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；石墨烯与纤维素的质量比为10:1；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；
石墨烯纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-270℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
对比例1：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)玻璃纤维改性：将玻璃纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的玻璃纤维；玻璃纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的玻璃纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(3)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(3)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
对比例2：
一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其制备方法如下：
(1)碳纳米管的制备：将碳纳米管原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的碳纳米管，随后再将羧化的碳纳米管与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得碳纳米管；十二烷基磺酸钠与羧化碳纳米管的质量比为1:50；
(2)碳纳米管纤维的制备：将步骤(1)所得到的碳纳米管与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到碳纳米管纤维；碳纳米管与纤维素的质量比为10:1；
(3)碳纳米管纤维改性：将碳纳米管纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的碳纳米管纤维；碳纳米管纤维与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的碳纳米管纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料；预制体与酚醛树脂和固化剂的质量比为：1：100：30；
所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的碳纳米管与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成碳纳米管纤维。
所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
所述步骤(5)中真空浸渍和压力浸渍的交替进行3次，真空浸渍的真空度为200Pa，浸渍时间为120min；压力浸渍采用的压力为3MPa，浸渍时间为120min。
所述的添加剂为防爆钢纤维，所述添加剂的添加量为酚醛树脂的1wt％。
将实施例和对比例所制得的适用于新能源汽车的电池外壳的材料按照GB/T1843-2008标准，测定材料的缺口耐冲击强度；
取任意形状实施例和对比例所制得的材料，制成小件样品，测定材料的密度。
测试结果如下：
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其特征在于：
其制备方法包括如下步骤：
(1)石墨烯的制备：将石墨烯原料在浓硫酸和浓硝酸中水浴加热制得羧化的石墨烯，随后再将羧化的石墨烯与一定量的十二烷基磺酸钠超声分散后，在真空条件下干燥，随后研磨制备得石墨烯；
(2)石墨烯纤维的制备：将步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素为原料，采用微流控技术制备得到石墨烯纤维；
(3)石墨烯纤维改性：将石墨烯纤维在裁料台上裁剪，浸渍至有机溶剂中，超声处理后，加入酚醛树脂和固化剂，常温常压下浸渍，干燥，得到改性后的石墨烯纤维；
(4)预制体制备：将步骤(3)所得到的改性后的石墨烯纤维，通过超声焊接技术焊接成整体的块体，然后再将块体预成型，得到预制体；
(5)固化：将预制体置于模具内，加入酚醛树脂和固化剂以及添加剂，浸渍，加热固化，即可获得所需的适用于新能源汽车的电池外壳的新型材料。
2.一种如权利要求1所述的用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其特征在于：所述步骤(2)中的微流控技术为：选择步骤(1)所得到的石墨烯与纤维素的水溶液为内核材料；选择海藻酸钠和硝酸钙以及聚乙烯醇6000作为外层材料，将内核材料和外层材料分别通过入射器分别注射至内核入口和外层入口，两相溶液在出口处形成石墨烯纤维。
3.一种如权利要求2所述的用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其特征在于：所述步骤(5)中的加热固化的温度为50-300℃；加热固化工艺具体为：均匀加热到50℃后保温1h，再均匀加热到150℃并在此阶段保温2h，继续加热到270℃，保温1h，加热到300℃保温1h。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其特征在于：所述步骤(5)中的浸渍为真空浸渍和压力浸渍交替进行1～3次，真空浸渍的真空度为10～200Pa，浸渍时间为30～180min；压力浸渍采用的压力为0.15～4.5MPa，浸渍时间为30～180min。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的用于新能源汽车的电池外壳的新型材料，其特征在于：所述的添加剂包括防爆钢纤维。
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