CN115663407A - 一种电池pack和模组电连接件及其制造方法 - Google Patents

一种电池pack和模组电连接件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及电连接件的领域，并公开了一种电池PACK和模组电连接件及其制造方法，其中，电连接件包括中间连接件、分别设置于中间连接件两端的第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部分别连接于电池组的正负极，电连接件的外表面涂覆有低介电‑聚酰亚胺液涂层；低介电‑聚酰亚胺液涂层中的底漆层型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，面漆层型号为RH28W自制聚酰亚胺液。本申请依次涂覆型号为RH28DK聚酰亚胺液的底漆和型号为RH28W聚酰亚胺液的面漆，解决了现有技术中绝缘涂层容易产生局部裂缝，且应对浪涌的能力降低导致容易短路的技术问题，实现了在电连接件上具有高耐热、高机械强度、低介电损耗等优点。

Description

一种电池PACK和模组电连接件及其制造方法
技术领域
本申请涉及电连接件的领域，尤其涉及一种电池PACK和模组电连接件及其制造方法。
背景技术
电池PACK一般指的是动力电池成组，电池组作为混合动力车和纯电动车及储能系统的核心部件之一，其成组工艺日益为各大储能制造商，整车制造企业和电池制造商所重视。电池组由若干电池电连接而成，相邻电池组之间采用模组电连接件相连。电连接件是动力电池成组生产环节中的关键部件，为了实现模组电连接件的空间尺寸小型化、高度表面绝缘性、结构耐受性、高散热化、高输出化，在电连接部件表面涂布功能膜成为当前电池PACK技术领域的重要研究课题。
但在实施相关技术方案的过程中，发现至少存在以下技术问题：目前电连接件外包裹的绝缘皮膜一般是由无机填料均匀地分散在树脂中以赋予绝缘皮膜耐电性的特性，但因部分凝集的无机填料或粗大填料会造成包裹在连接件的绝缘皮膜产生局部裂缝，并且因薄膜的厚度较厚，散热不良，会使得电连接件部件温度过高甚至热失控，进而会导致电连接效率下降，若皮膜厚度较薄，则应对浪涌的能力降低，浪涌电压会在皮膜的表面发生微小电流，导致击穿，最终在皮膜上形成微小孔并最终导致短路。
发明内容
本发明通过提供一种电池PACK和模组电连接件及其制造方法，解决了现有技术中绝缘皮膜容易形成局部裂缝，且应对浪涌的能力降低导致容易短路的技术问题，实现了在电连接件上双层覆膜，即依次涂覆型号为RH28DK自制聚酰亚胺液的底漆和型号为RH28W自制聚酰亚胺液的面漆，该双层覆膜的电连接件具有高耐热、高机械强度、低介电损耗等技术优势。
本申请提供了一种电池PACK和模组电连接件，所述电连接件包括中间连接件、分别设置于所述中间连接件两端的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部分别用于连接于电池组的正负极，所述电连接件的外表面涂覆有双层低介电-聚酰亚胺液涂层。
进一步的，所述双层低介电-聚酰亚胺液涂层中的底漆层型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，面漆层型号为RH28W自制聚酰亚胺液，且聚酰亚胺液中的介电参数DK的范围为：1.5-2.8法/米，聚酰亚胺漆膜拉伸率大于80％，耐热等级大于240°,BDV击穿耐电压为5-30KV/um，聚酰亚胺液固含量为25％-40％，绝缘系统关键参数-PDIV大于1100Vp。
进一步的，所述电连接件的材质为铝或铝合金、铜或铜合金、镍或镍合金。
进一步的，所述电连接件的厚度为2mm-6mm。
进一步的，所述电连接件的双层低介电-聚酰亚胺液涂层厚度为：25um-250um。
进一步的，所述第一连接部和所述第二连接部上均开设有至少一个连接孔。
本申请还提供了一种电池PACK和模组电连接件的制造方法，包括以下步骤：S1，压扁：取铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金通过压辊将金属圈线压制成截面为矩形的扁线坯；S2，冷拔：采用冷拔拉丝设备将步骤1制得的扁线坯拉拔成型，其中冷拔拉丝设备的模具出口处的宽度、高度尺寸比扁线目标尺寸的度、高度尺寸大4～6％，接着进行收卷；S3，软化：将步骤2冷拔收线得到的扁线匀速放线，在无氧或低氧环境中通过软化炉，软化温度为480～520℃；S4，冷却：将继续运行的温度为480～520℃的扁线在步骤3的无氧或低氧环境中浸入20～30℃的水中，离水后进行吹风、干燥；S5，清洗：取步骤4中得到的扁线置于表面预处理设备，所述表面预处理设备清除扁线表面的油污或异物；S6，涂底漆，往干燥的扁线上均匀涂覆型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，再进行干燥；S7，涂面漆，往步骤6得到的干燥的扁线上均匀涂覆为型号为RH28W自制聚酰亚胺液，再干燥、收线，制得母材；S8，加工，取扁线表面涂覆为型号RH28DK自制聚酰亚胺液的母材进行冲切所需尺寸电连接件下料，折弯成型，冲孔成型，在成型之后，将料件整体进入镀镍池镀镍，完成电连接件的制造。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了在电连接件的外表面涂覆有双层低介电-聚酰亚胺液涂层，低介电-聚酰亚胺液涂层中的底漆层型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，面漆层型号为RH28W自制聚酰亚胺液，改善了电池PACK和模组电连接件的绝缘性能和耐电压击穿性能，降低PACK和模组电连接件的介电常数以使电信号的衰减提供更好的技术支持，型号RH28DK自制聚酰亚胺液同时具备高延展性能和耐高温性能，使得电池PACK和模组电连接件易成型加工特点。
附图说明
图1为本申请实施例中电连接件的结构示意图；
图2为本申请实施例中电连接件外表面包覆的低介电-聚酰亚胺液涂层的层结构示意图；
图中：1、电连接件；11、中间连接件；12、第一连接部；13、第二连接部；100、连接孔；2、低介电-聚酰亚胺液涂层；21、底漆层；22、面漆层。
具体实施方式
本申请实施例公开了一种电池PACK和模组电连接件，通过在电连接件1的外表面涂覆有双层低介电-聚酰亚胺液涂层2，双层低介电-聚酰亚胺液涂层2中的底漆层21型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，面漆层22型号为RH28W自制聚酰亚胺液，改善了电池PACK和模组电连接件1的绝缘性能和耐电压击穿性能，降低PACK和模组电连接件1的介电常数以使电信号的衰减提供更好的技术支持，型号RH28DK自制聚酰亚胺液同时具备高延展性能和耐高温性能，使得电池PACK和模组电连接件1易成型加工特点。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参照图1，一种电池PACK和模组电连接件，电连接件1包括一体成型的中间连接件11、第一连接部12以及第二连接部13，第一连接部12和第二连接部13分别一体成型于中间连接件11的两端，电连接件1的材质可以是铝或者铝合金，也可以是铜或者铜合金，也可以是镍或镍合金，连接件的厚度处于2mm-6mm之间。
继续参照图1，中间连接件11的截面呈矩形，第一连接部12和第二连接部13上均开设有连接孔100，连接孔100的个数可以是一个、二个或者三个，在具体实施中，第一连接部12和第二连接部13上的连接孔100的个数至少是一个，利用连接孔100可以分别将第一连接部12和第二连接部13通过导线分别与电池组正负极连接。
参照图2，电连接件1的外表面涂覆有双层低介电-聚酰亚胺液涂层2，双层低介电-聚酰亚胺液涂层2厚度为：25um-250um，双层低介电-聚酰亚胺液涂层2中的固含量为25％-40％，双层低介电-聚酰亚胺液涂层2中包括底漆层21和面漆层22，底漆层21的底漆型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，面漆层22的面漆型号为RH28W自制聚酰亚胺液，且自制聚酰亚胺液中的低介电参数DK的范围为：1.5-2.8法/米，聚酰亚胺漆膜拉伸率大于80％，耐热等级大于240°,BDV击穿耐电压为5-30KV/um，聚酰亚胺液固含量为25％-40％，绝缘系统关键参数-PDIV大于1100Vp。
RH28DK自制聚酰亚胺液一种树脂组合物，其含有树脂组分，树脂组分由酸二酐和二胺反应而得，在树脂组分的重复单元结构中具有酰亚胺键和酯键，且每单元结构的酯基浓度为12％以上小于25％，酰亚胺基浓度为20％以上小于35％，树脂组分含有至少一种各酰亚胺基间包括三个或四个苯环的重复单元。通过导入一个单元内具有三个以上苯环的分子结构，从而使分子间的π-π相互作用变强，其结果是，进一步有助于高耐热性、低吸水性，而且可以成为高温弹性模量较高的材料。
例如，使用上述树脂组合物得到的膜在300℃下的弹性模量为200MPa以上。由于高温弹性模量较高，因此用于基板材料等时高温环境下的尺寸变动较小，其结果是，可以有助于电子部件等的环境稳定性。树脂组合物同时具备低介电常数、低介电损耗正切、低吸水率特性、以及高耐热、机械强度，输送损失较少，环境稳定性好。
聚酰胺酰亚胺清漆中均匀分散有纳米二氧化硅，使用该聚酰胺酰亚胺清漆得到的皮膜具有较高韧性，聚酰胺酰亚胺清漆是通过在聚酰胺酰亚胺前驱体溶液中分散经硅烷偶联剂表面改性的纳米二氧化硅而得到，硅烷偶联剂含有两种以上的硅烷偶联剂，其中至少一种为氨基系硅烷偶联剂。此外，清漆的粘度以及清漆树脂浓度(固含量)也与膜厚均一性相关，通过调配清漆具有一定的树脂浓度和粘度，可以进一步改善电连接件1绝缘膜尤其是平角电线的膜厚均一性。清漆中树脂浓度(固含量)可为28wt％以上。优选实施方式中，清漆中树脂浓度为28wt％～40wt％，清漆的粘度为100泊(Poise)以上。但当清漆中树脂浓度较高，例如为约30wt％时，清漆的粘度也可以适当升高，优选为150～300泊。一般粘度越高，膜厚均一性越好。但是，超过1000泊时，涂布作业性变差，无法高效地制造绝缘膜层。
本申请还提供了一种电池PACK和模组电连接件的制造方法，包括以下步骤：
S1，压扁：取铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金通过压辊将金属圈线压制成截面为矩形的扁线坯。
S2，冷拔：采用冷拔拉丝设备将步骤1制得的扁线坯拉拔成型，其中冷拔拉丝设备的模具出口处的宽度、高度尺寸比扁线目标尺寸的度、高度尺寸大4～6％，接着进行收线。
S3，软化：将步骤2冷拔收线得到的扁线匀速放线，在无氧或低氧环境中通过软化炉，软化温度为480～520℃。
S4，冷却：将继续运行的温度为480～520℃的扁线在步骤3的无氧或低氧环境中浸入20～30℃的水中，离水后进行吹风、干燥。
S5，清洗：取步骤4中得到的扁线置于表面预处理设备，所述表面预处理设备清除扁线表面的油污或异物。
S6，涂底漆，往干燥的扁线上均匀涂覆型号为RH28DK聚酰亚胺液，再进行干燥。
S7，涂面漆，往步骤6得到的干燥的扁线上均匀涂覆为型号为RH28W聚酰亚胺液，再干燥、收线，制得母材。
S8，加工，取扁线表面涂覆为型号RH28DK聚酰亚胺液的母材进行冲切所需尺寸电连接件下料，折弯成型，冲孔成型，在成型之后，将料件整体进入镀镍池镀镍，完成电连接件的制造。
此外，可以在电连接件两端的连接处进行扩散焊接镍片，之后进行外层绝缘膜包裹，可以使得产品漆膜的耐高温性能更优。
本申请可通过以下操作方式阐述其功能原理：
电池PACK和模组电连接件通过依次涂覆型号为RH28DK自制聚酰亚胺液的底漆和型号为RH28W自制聚酰亚胺液的面漆，在电连接件表面形成双层功能膜，改善了电连接件的绝缘性能和耐电压击穿性能以及薄膜柔韧性，因该电连接件表面功能膜具有低介电常数的特点，为减少电信号的衰减提供了更好的技术支持。同时涂布成型后的薄膜具备高延展性能和耐高温性能，使得电池PACK和模组电连接件易成型加工特点，同时也降低综合成本和重量要求，大大提升电池PACK和模组电连接件应用广度。
本申请电连接件产品较传统电池PACK和模组电连接件的结构更节省空间和更节省金属材料的使用，使得电池生产企业的制程更便捷，在成本优化的同时又满足电池组的各项技术要求。本申请一并揭露了电池PACK和模组电连接件的制造方法，使用该电池PACK和模组电连接件的制造方法，可以使得生产成本降低。
以上所述的，仅为本申请实施例较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池PACK和模组电连接件，其特征在于，所述电连接件(1)包括中间连接件(11)、分别设置于所述中间连接件(11)两端的第一连接部(12)和第二连接部(13)，所述第一连接部(12)和所述第二连接部(13)分别用于连接于电池组的正负极，所述电连接件(1)的外表面涂覆有双层低介电-聚酰亚胺液涂层(2)。
2.如权利要求1所述的一种电池PACK和模组电连接件，其特征在于，所述双层低介电-聚酰亚胺液涂层(2)中的底漆层(21)型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，面漆层(22)型号为RH28W自制聚酰亚胺液，且聚酰亚胺液中的介电参数DK的范围为：1.5-2.8法/米，聚酰亚胺漆膜拉伸率大于80％，耐热等级大于240°,BDV击穿耐电压为5-30KV/um，聚酰亚胺液固含量为25％-40％，绝缘系统关键参数-PDIV大于1100Vp。
3.如权利要求1所述的一种电池PACK和模组电连接件，其特征在于，所述电连接件(1)的材质为铝或铝合金、铜或铜合金、镍或镍合金。
4.如权利要求1所述的一种电池PACK和模组电连接件，其特征在于，所述电连接件(1)的厚度为2mm-6mm。
5.如权利要求1所述的一种电池PACK和模组电连接件，其特征在于，所述电连接件(1)的双层低介电-聚酰亚胺液涂层(2)厚度为：25um-250um。
6.如权利要求1所述的一种电池PACK和模组电连接件，其特征在于，所述第一连接部(12)和所述第二连接部(13)上均开设有至少一个连接孔(100)。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的电池PACK和模组电连接件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，压扁：取铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金通过压辊将金属圈线压制成截面为矩形的扁线坯；
S2，冷拔：采用冷拔拉丝设备将步骤1制得的扁线坯拉拔成型，其中冷拔拉丝设备的模具出口处的宽度、高度尺寸比扁线目标尺寸的度、高度尺寸大4～6％，接着进行收卷；
S3，软化：将步骤2冷拔收线得到的扁线匀速放线，在无氧或低氧环境中通过软化炉，软化温度为480～520℃；
S4，冷却：将继续运行的温度为480～520℃的扁线在步骤3的无氧或低氧环境中浸入20～30℃的水中，离水后进行吹风、干燥；
S5，清洗：取步骤4中得到的扁线置于表面预处理设备，所述表面预处理设备清除扁线表面的油污或异物；
S6，涂底漆，往干燥的扁线上均匀涂覆型号为RH28DK自制聚酰亚胺液，再进行干燥；
S7，涂面漆，往步骤6得到的干燥的扁线上均匀涂覆为型号为RH28W自制聚酰亚胺液，再干燥、收线，制得母材；
S8，加工，取扁线表面涂覆为型号RH28DK自制聚酰亚胺液的母材进行冲切所需尺寸电连接件下料，折弯成型，冲孔成型，在成型之后，将料件整体进入镀镍池镀镍，完成电连接件的制造。
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