CN110815691A - 一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法 - Google Patents

一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及动力电池封装领域，具体涉及一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法。一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，包括：将准备好的两种组分有机硅胶A和有机硅胶B别输送到A通道和B通道，其中两种组分的质量比为A：B＝1:20至20:1；将有机硅胶A和有机硅胶B恒温到预处理工作温度做点胶前的准备；设定点胶参数，针对所要封装的电池组的形状，进行编程控制点胶的参数；启动点胶机，进行点胶操作，并在室温下使表面皮层固化。本发明阻燃等级达到V‑0级；皮层完全覆盖在密封圈表面，永久压缩变形性小，在经过高温高湿环境、高低温冲击、高低温盐雾数小时后，密封仍然能够达到IPX8防水级别。

Description

一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法
技术领域
本发明涉及动力电池封装领域，具体涉及一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法。
背景技术
电动汽车的发展是一项庞大的系统工程，而其中，动力电池的生产及安全使用就是重要的一环。当前及未来一段时期，锂离子动力电池还将是电动汽车最主流的电源体系。锂离子电池具有能量密度高，寿命长等优势，但若使用不当，也存在着安全隐患。当存在水分侵入、短路、过载、外壳破损、温度过高等情形时，锂离子电池有发生燃烧，甚至爆炸的风险，这也为锂离子电池的安全使用带来了挑战。
用于电动汽车时，锂离子电池还要经历更为严苛的应用环境。在电动汽车正常行驶过程中，锂离子电池可能承受的冲击包括持续振动、大幅温度变化、雨水浸泡等，而在电池故障及交通意外条件下(如撞击、坠河)时，可能承受的冲击还包括局部短路、过载、强机械冲击、水或其它液体浸泡、火灾等等。因此，如何在复杂甚至意外的环境下维持锂离子电池的安全运行，保护电动车内驾乘人员的安全，是各个电动汽车及电池厂商都非常重视的问题。
目前，锂离子电池在封装的过程中多采用PU材质的垫圈或有机硅拼接垫圈作为密封材料对锂离子电池组进行密封。但是，由于PU材质的垫圈在进行加工的时候存在着变形性差、防水抗老化性能较差的问题；而有机硅拼接垫圈存在着接头导致密封性较差，可能会造成锂离子电池正负极接触发生短路。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈，解决以上技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案来实现本发明所解决的技术问题：
一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法包括如下步骤：
S1、将含有发泡成分的有机硅胶A和有机硅胶B分别输送到A通道和B通道，两种组分的质量比为A：B＝1:20至20:1；
S2、将有机硅胶A和有机硅胶B恒温到预处理工作温度做点胶前的准备；
S3、设定点胶参数，针对所要封装的电池组的形状，进行编程控制点胶的参数；
S4、启动点胶机，进行点胶操作，并在室温下发泡固化成型。
其中，对上述步骤S1进行进一步描述，所述有机硅胶A的主要成分为功能性硅油、甲基硅油、乙基硅油、催化剂、发泡剂、颜料、和增强填料；
有机硅胶B的主要成分为功能性硅油、乙基硅油、颜料、阻燃剂、增强填料。
对上述步骤S1进行进一步的描述，所述有机硅胶A和有机硅胶B的质量比为A：B＝1:5～5:1。
对上述步骤S2进行进一步的描述，所述预处理工作温度为5℃～35℃。
对上述步骤S3进行进一步的描述，在对点胶过程进行设置的参数范围为：行走速度为0.1m/min～30m/min，点胶温度为5℃～50℃，机头的吐胶量为0.5g/s～12g/s。
可选的，对上述步骤S4进行进一步的描述，所述点胶过程是直接将点胶机机头沿着所要密封的电池箱密封部位进行点胶；
可选的，对上述步骤S4进行进一步的描述，所述点胶过程是将点胶机对着承载体进行点胶，在发泡固化完成后，将点胶成型的有机硅发泡垫圈从承载体上剥离，再安装到所要密封的电池箱密封处。
对上述步骤S4进行进一步的描述，所述皮层固化时间为1min～12h。
一种由上述方法制备出的有机硅发泡垫圈，其中密度范围为于0.3g/cm3～0.7g/cm3；压缩变形率为1.5％～12.0％；胶线的宽度为1mm～30mm，胶线的厚度为0.5mm～20mm。
优选的，所述胶线的宽度与厚度的比值为3:1～1:1。
可选的，对上述步骤S3进行进一步的描述，将有机硅胶A和有机硅胶B以80rpm～8000rpm的速度进行混胶，以使有机硅胶的两种成分混合均匀。
优选的，所述混胶的转速为500rpm～3000rpm。
有益效果：由于采用上述技术方案，本实用发明取得如下技术效果：
1、垂直阻燃法测量的阻燃等级达到V-0级。
2、皮层完全覆盖在密封圈表面，防水性好，永久压缩变形性小，耐侯性好，在经过高温高湿环境、高低温冲击、高低温盐雾等数小时处理后，仍然能够达到IPX8防水级别。
3、可以根据动力电池箱的外形进行点胶密封，改变传统采用拼接法制备产生接头的问题。
4、可以在室温下实现有机硅的发泡固化成型。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
本发明的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，如图1所示，包括步骤如下：
S1、硅胶注入；
S2、预处理；
S3、参数设定；
S4、点胶固化。
具体的，可有以下实施例：
实施例一，一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法包括如下步骤：
S1、将所要进行封装的电池箱体放到工作台上；将准备好的有机硅胶A和有机硅胶B分别输送到A通道和B通道，其中两种组分的质量比为A：B＝1:20。
S2、设定预处理的工作温度为10℃，持续2h。
S3、设定点胶参数，其中，行走速度为0.5m/min，点胶温度为10℃，机头的吐胶量为0.5g/s。
S4、启动点胶机，将有机硅胶A和有机硅胶B以500rpm的速度进行混胶，使有机硅胶的两种成分充分混合，完成混胶工序；混合后的胶水从机头挤出，沿着所要密封的电池箱的连接处进行点胶，点胶完成后在室温下进行发泡固化，固化时间为5h，形成的胶线的宽度与高度的比值为3:1。
实施例二，一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法包括如下步骤：
S1、将所要进行封装的电池箱体放到工作台上；
将准备好的有机硅胶A和有机硅胶B分别输送到A通道和B通道，其中两种组分的质量比为A：B＝1:1。
S2、设定预处理的工作温度为20℃，持续2h。
S3、设定点胶参数，其中，行走速度为6m/min，点胶温度为25℃，机头的吐胶量为2g/s。
S4、启动点胶机，将有机硅胶A和有机硅胶B以1800rpm的速度进行混胶，使有机硅胶的两种成分充分混合，完成混胶工序；混合后的胶水从机头挤出，沿着所要密封的电池箱的连接处进行点胶，点胶完成后在室温下进行发泡固化，固化时间为60min；形成的胶线的宽度与高度的比值为2:1。
实施例三，一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法包括如下步骤：
S1、将准备好的有机硅胶A和有机硅胶B分别输送到A通道和B通道，其中两种组分的质量比为A：B＝20:1。
S2、设定预处理的工作温度为20℃，持续2h。
S3、设定点胶参数，其中，行走速度为20m/min，点胶温度为50℃，机头的吐胶量为5g/s。
S4、启动点胶机，将有机硅胶A和有机硅胶B以2000rpm的速度进行混胶，使有机硅胶的两种成分充分混合，完成混胶工序；混合后的胶水从机头挤出，在有机硅发泡垫圈的承载体上进行点胶，点胶完成后在室温下进行发泡固化，固化时间为30min，形成的胶线的宽度与高度的比值为6:5；固化完成后有机硅发泡垫圈从承载体上取下，放入到电池箱体上进行封装。
对上述三个实施例制备的有机硅发泡垫圈做了如下测试：
1、采用海绵密度测试仪按照GB/T1033的方法对有机硅发泡垫圈进行测试，实施例一为0.65g/cm3,实施例二为0.52g/cm3，实施例三为0.43g/cm3。
2、对三个实施例的有机硅发泡垫圈做出阻燃性能测试，其测试方法是应用UL 94-2013中垂直燃烧法对阻燃等级进行测试，经过测试后三个实施例制备的有机硅发泡垫圈的阻燃等级均达到V-0级。
3、采用GB/T 6669-2008中的方法B对制备好的有机硅发泡垫圈做压缩形变测试，期测试结果如表1。
表1
Figure BDA0001760865670000051
由表1可以看出实施例一反应速度最慢，得到的有机硅发泡垫圈的密度最大，硬度最大；而实施例三反应速度最快，得到的有机硅胶密度最低。三个实施例制备的有机硅发泡垫圈最终均能达到优异压缩变形性。
4、对用三个实施例制备的有机硅发泡垫圈进行密封动力电池箱体的防水等级测试，具体测试内容如下：
(1)温度冲击测试
应用快速温变箱C7-480/15ESS，参考GBT31467.3-2015第7.7中的测试方法进行测试。
将测试试样置于(-40±2)℃～(85±2)℃的交变温度环境中，两种温度的转换时间在0.5小时以内，每个极限温度保持8小时。
(2)湿热循环测试
测试设备为恒温恒湿箱，型号KTHG-715TBS，参考GB/T2423.4测试方法进行湿热循环测试，具体步骤如表2所示:
表2
Figure BDA0001760865670000061
步骤1-5为一个循环，一共进行5个循环。
(3)盐雾测试
参考标准：GB/T 31467.3-2015 7.8
试验步骤：
①中性盐雾测试，初始温度为15～35℃，加入5％的盐水，持续2h；
②然后将样品放入到温度-40℃，湿度93％RH，持续20～22h；
③重复①、②循环三次；
④最后放入温度为23±2℃，湿度为45～55％RH，持续72h。
(4)盐水冲击测试
①将样品放置在55℃环境中保持15min；
②然后立即将样品浸入到浓度为5％的0℃冷盐水保持5min。
(5)IPX8测试
将经过高低温温度冲击测试、温湿循环测试、盐雾测试等一系列测试后的动力电池箱体放入到2m深的水中保持48h。
结论：采用三个实施例中的样品进行密封的动力电池箱体内部及密封条内侧均没有水渍，说明采用本发明中的各个有机硅发泡垫圈密封均能达到IPX8级别的防水要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含有发泡成分的有机硅胶A和有机硅胶B分别输送到A通道和B通道，两种组分的质量比为A：B＝1:20至20:1；
S2、将有机硅胶A和有机硅胶B恒温到预处理工作温度做点胶前的准备；
S3、设定点胶参数，针对所要封装的电池组的形状，进行编程控制点胶的参数；
S4、启动点胶机，进行点胶操作，并在室温下发泡固化成型。
2.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述有机硅胶A的主要成分为功能性硅油、甲基硅油、乙基硅油、催化剂、发泡剂、颜料、和增强填料，所述有机硅胶B的主要成分为功能性硅油、乙基硅油、颜料和增强填料。
3.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述有机硅胶A和有机硅胶B质量比为A：B＝1:5～5:1。
4.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的预处理工作温度为5℃～35℃。
5.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述步骤S3还包括如下步骤：将有机硅胶A和有机硅胶B以80rpm～8000rpm的速度进行混胶，使有机硅胶的两种成分充分混合。
6.根据权利要求5所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述混胶时的转速为500rpm～3000rpm。
7.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述点胶参数设置如下：行走速度为0.1m/min～30m/min，点胶温度为5℃～50℃，机头的吐胶量为0.5g/s～12g/s。
8.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，点胶过程是直接将点胶机机头沿着所要密封的电池箱连接处进行点胶。
9.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱体封装的有机硅发泡垫圈的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，点胶过程是将点胶机对着承载体进行点胶，在发泡固化完成后，将点胶成型的有机硅发泡垫圈从承载体上剥离，再安装到所要密封的电池箱连接处。
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