CN117203835A

CN117203835A - 电动车辆的电池组的保护盖的夹层板、该夹层板的制造方法以及包括该夹层板的电动车辆的电池组的保护盖

Info

Publication number: CN117203835A
Application number: CN202180090916.9A
Authority: CN
Inventors: 安承贤; 李明; 金元; 卢相贤; 俞多荣; 崔贤镇; 吴艾丽
Original assignee: Leerxinghuaos Co ltd
Current assignee: Leerxinghuaos Co ltd
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2023-12-08

Abstract

本公开涉及一种电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，包括：具有无纺纤维集合体结构的芯层；被层叠在芯层的至少一个表面上的表层；以及粘合芯层和表层的粘合层，其中，芯层包含热塑性树脂和阻燃纤维、一种该夹层板的制造方法以及一种电动车辆的电池组的保护盖。

Description

电动车辆的电池组的保护盖的夹层板、该夹层板的制造方法以及包括该夹层板的电动车辆的电池组的保护盖

技术领域

本公开涉及一种电动车辆的电池组的保护盖的夹层板、该夹层板的制造方法以及包括该夹层板的电动车辆的电池组的保护盖。

背景技术

由于近来电池效率和容量的提高，作为减少从车辆排出的空气污染物的问题的替代方案持续受到关注的电动车辆正在逐渐替代内燃机车辆，并且电动车辆的需求正在增加。作为保护关键部件的电池组的部件的电池组的保护盖与安装在电池组壳体的上部或下部以保护电池组免受外部冲击和水分渗入的重要部件对应。

电动车辆的电池组的保护盖目前由例如钢、钛和铝的金属材料或者热塑性和热固性纤维增强复合材料制成。然而，金属材料的保护盖具有高热导率和高重量的缺点，并且纤维增强复合材料是具有低热导率的重量轻的材料，但是与金属材料相比，纤维增强复合材料因为难以以薄的厚度制造而具有难以确保电池空间的缺点以及应该包括单独的阻燃层以确保阻燃性能的缺点。

为了克服上述问题，需要研究和开发一种重量轻、具有改善的阻燃性能并且可以保持机械性能的电动车辆的电池组的保护盖。

(专利文献1)韩国公开专利申请第10-2017-0140111号，“夹层板和该夹层板的制造方法”。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本公开人通过研究完成本公开，作为包括在车辆中的一个部件，可以减轻电池组的保护盖的材料的重量的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板具有优异的阻燃效果，并且可以确保机械性能。

因此，本公开的目的是提供一种重量轻、具有优异的阻燃性能和优异的机械性能的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板、该夹层板的制造方法以及包括该夹层板的电动车辆的电池组的保护盖，该夹层板在夹层板的制造期间通过应用芯层以及包括包含“热塑性树脂和阻燃纤维”的无纺纤维集合体结构的芯材料的表层来替代常规金属材料或纤维增强复合材料。

技术方案

根据本公开的第一方面，提供了一种电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，包括：芯层，该芯层具有无纺纤维集合体结构；表层，该表层被层叠在芯层的至少一个表面上；以及粘合层，该粘合层粘合芯层和表层，其中，芯层包含热塑性树脂和阻燃纤维。

在本公开的一个实施例中，基于芯层的总重量，芯层可以包含30wt％以上的阻燃纤维。

在本公开的一个实施例中，基于芯层的总重量，芯层可以包含50wt％以上的阻燃纤维。

在本公开的一个实施例中，基于芯层的总重量，芯层可以包含60wt％以上的阻燃纤维。

在本公开的一个实施例中，基于芯层的总重量，芯层可以包含70wt％以上的阻燃纤维。

在本公开的一个实施例中，芯层还可以包括磷阻燃剂。

在本公开的一个实施例中，热塑性树脂层可以选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚苯硫醚及其组合构成的组。

在本公开的一个实施例中，阻燃纤维可以选自由玻璃纤维、阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(阻燃PET)、阻燃聚丙烯(阻燃PP)及其组合构成的组。

在本公开的一个实施例中，玻璃纤维可以选自由C-玻璃、E-玻璃、S-玻璃、玻璃棉及其组合构成的组。

在本公开的一个实施例中，表层可以选自由铝、铁、不锈钢(SUS)、镁、电镀锌钢(EGI)、热浸镀锌钢(GI)及其组合构成的组。

在本公开的一个实施例中，粘合层可以包括选自由烯烃基粘合剂、聚氨酯基粘合剂、丙烯酸粘合剂、环氧基粘合剂及其组合构成的组中的一种。

根据本公开的第二方面，提供了一种电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的制造方法，包括：a)混合包含热塑性树脂的纤维和阻燃纤维；b)通过对混合的纤维进行梳理并通过针刺工序将界面彼此结合来制备芯层；c)在芯层的至少一个表面上形成粘合层；以及d)在粘合层上形成表层。

根据本公开的第三方面，提供了一种包括电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的电动车辆的电池组的保护盖。

有益效果

本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板具有优异的成形性，因为通过无纺纤维集合体结构，材料重量轻且薄，即使不应用单独的功能层，该夹层板也具有优异的机械性能、电磁波屏蔽和绝缘效果，并且因为在芯材料中包括阻燃纤维而确保阻燃性能。

附图说明

图1是根据本公开的优选实施例的夹层板的示意图。

图2是根据本公开的优选实施例的夹层板的阻燃功能和不燃功能的示意图。

图3是根据本公开的实施例的夹层板的厚度膨胀率测试结果的照片。

具体实施方式

将结合附图参照下面详细描述的实施例使本公开的各种优点和特征以及实现这些优点和特征的方法变得清楚。然而，本公开将不限于下面描述的实施例，而是将以各种不同的形式实施。实施例仅被设置为使本公开的公开内容完整并且允许本领域技术人员完全认识到本公开的范围，并且本公开仅由权利要求的范围限定。在整个说明书中，相同的附图标记指相同的元件。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的优选实施例的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。

作为本公开人的实验结果，在电动车辆的电池组的常规保护盖的情况下，已经使用了金属材料或者热塑性或热固性纤维增强复合材料。然而，在使用金属材料作为电池组的保护盖的情况下，具有高热导率和高重量的缺点，尽管增强纤维复合材料是具有低热导率的重量轻的材料，但是因为难以将增强纤维复合材料制造成具有薄的厚度而难以确保电池空间。

然而，本公开人通过设计具有无纺纤维集合体结构的芯层来制造一种电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，使得在无纺纤维的芯中包含热塑性树脂(PP、PET、PA等)和阻燃纤维(玻璃纤维、阻燃PET等)，以与复合材料相比减轻材料的重量，并且改善成形性、阻燃性能和隔热性能，并且还将粘合层涂布到芯层，然后在粘合层上形成夹层板的表层(EGI、AI等)结构以有效屏蔽电磁波，如图1所示。

电动车辆的电池组的保护盖的夹层板

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板包括具有无纺纤维集合体结构的芯层；层叠在芯层的至少一个表面上的表层；以及粘合芯层和表层的粘合层，其中，芯层包含热塑性树脂和阻燃纤维。

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板包括具有芯层可以包括两个以上的无纺纤维集合体的无纺纤维集合体结构的芯层。

在本公开中，“无纺纤维集合体结构”是包括两个以上的无纺纤维集合体的结构，并且“无纺纤维集合体”指用粘合剂或者使用热塑性纤维将无纺纤维粘合到网或片材上。由于根据本公开的芯层具有纤维彼此缠绕的无纺纤维集合体，所有或部分纤维被粘合剂粘合，因此，在芯层中包括天然孔隙，从而改善透气性并减轻重量。也就是说，由于纤维具有通过彼此缠绕而形成的天然孔隙，这些天然孔隙是非发泡芯，与通过例如发泡剂的添加剂人工形成孔隙的情况不同，所以可以降低制造成本并且可以省略发泡工序，从而增加工序效率。与常规的热塑性或热固性的发泡树脂相比，可以通过无纺纤维集合体结构改善成形性和加工性。

在根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板中，芯层包含热塑性树脂和阻燃纤维。

热塑性树脂可以是在通过加热模制之后，能够通过再次加热而变形的树脂。通过在芯层中包含热塑性树脂，与热固性树脂相比伸长率是优异的，因此，成形性可以是优异的。另外，热塑性树脂不仅在以片材状态通过再次加热而成形时具有优异的成形性，而且在冷却成形时也具有优异的成形性，并且与热固性树脂相比，具有低原料价格的优点。

热塑性树脂可以选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚苯硫醚及其组合构成的组，优选地，可以选自由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺及其组合构成的组。

基于芯层的总重量，芯层可以包含30wt％以上、35wt％以上、40wt％以上或50wt％以上的热塑性树脂，并且包含70wt％以下、65wt％以下、60wt％以下或50wt％以下的热塑性树脂。当满足热塑性树脂的重量比时，通过制备基于热塑性树脂的无纺纤维集合体，芯层在确保芯层的成形性和作为芯材料的机械性能的同时具有减轻板的重量的效果，并且可以确保作为电池盖材料的阻燃性能。

阻燃纤维可以是即使在纤维着火时也具有优异耐燃烧性的纤维，或者是被加工成具有这样的性能的纤维。

阻燃纤维可以选自由玻璃纤维、阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(阻燃PET)、阻燃聚丙烯(阻燃PP)及其组合构成的组，优选地，可以是玻璃纤维。通过在芯层中包括阻燃纤维，即使在着火事故中被点燃之后，玻璃层可以具有芯层的收缩或熔化不明显的效果，并且可以确保不被燃烧的优异的阻燃性能。

玻璃纤维可以选自由C-玻璃、E-玻璃、S-玻璃、玻璃棉及其组合构成的组，优选地，可以是E-玻璃。

基于芯层的总重量，芯层可以包含30wt％以上、40wt％以上、50wt％以上或60wt％以上的阻燃纤维，并且包含70wt％以下、60wt％以下或50wt％以下的阻燃纤维。当满足阻燃纤维的重量比时，通过确保半不可燃性能或阻燃性能，即使电池组发生起火时，也具有能够延迟或防止火焰的扩散的效果。

芯层还可以包括磷阻燃剂。通过包括磷阻燃剂，具有实现优异的阻燃性能和耐热稳定性的效果。基于芯层的总重量，芯层可以包含5wt％以上、10wt％以上、15wt％以上或20wt％以上的磷阻燃剂，并且包含30wt％以下、25wt％以下、20wt％以下和15wt％以下的磷阻燃剂。

磷阻燃剂可以选自由磷酸酯、磷酸盐、膦酸酯、次膦酸酯、氧化膦、磷腈、磷酸及其组合构成的组。

另外，芯层还可以包括例如碳纤维、聚合物纤维、木纤维和天然纤维的填充物。另外，芯层还可以包括例如抗冲改性剂、热稳定剂、抗氧化剂、防水剂和抗静电剂的添加剂。

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板包括层叠在芯层的至少一个表面上的表层。

表层可以由金属材料制成，优选地，可以选自由铝、铁、不锈钢(SUS)、镁、电镀锌钢(EGI)、热浸镀锌钢(GI)及其组合构成的组。例如，为了具有优异的成形性和弯曲刚度，包括电镀锌钢(EGI)的表层可以被应用到电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。另外，为了减轻重量，包括铝的表层可以被应用到电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。

为了在粘合层上形成表层，可以使用光固化法、热固化法和热压法中的任何一种方法。例如，夹层板可以通过热固化或热压包括表层、芯层和粘合层的层合板来制造。

热固化可以在110℃到240℃下进行大约1分钟到1小时，并且固化也可以在室温下进行大约1小时到10小时。

表层可以具有0.1mm到2mm的厚度。因为芯材料的机械强度低，常规夹层板的表层必须较厚，这导致夹层板的重量增加的问题。然而，在根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板中，在允许表层具有上述范围内的厚度时，机械性能不会快速降低，从而实现重量减轻。

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板包括粘合表层和芯层的粘合层。

粘合层被涂布到芯层与表层之间以粘合芯层与表层。考虑到粘度，粘合层优选地以均匀的厚度涂布。在本公开中，芯层和表层可以被层叠，然后被固化以制造夹层板，或者芯层和表层可以被层叠并且被热压以制造夹层板。在这种情况下，在固化或热压期间，由于粘合剂渗入芯层，具有通过与构成芯层的部件机械结合以及化学结合来改善表层与芯层之间的粘合力的效果。化学结合表示粘合剂借助于共价键、氢键、范德华键、离子键等与芯层的上表面和下表面结合。

机械结合指粘合剂被物理悬挂的形式，像在渗透芯层时环被彼此互锁一样。这种形式被称为机械互锁。由于在芯层中包括的天然孔隙，粘合剂渗入芯层的上表面和下表面。

构成粘合层的粘合剂可以包括选自由烯烃基粘合剂、聚氨酯基粘合剂、丙烯酸基粘合剂、环氧基粘合剂及其组合构成的组中的一种。作为烯烃基粘合剂，可以使用选自由聚乙烯、聚丙烯和无定形聚α-烯烃粘合剂构成的组的至少一者。可以不受限制地使用氨基甲酸乙酯基粘合剂，只要其具有氨基甲酸乙酯结构(-NH-CO-O-)即可。丙烯酸粘合剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯粘合剂、含羟基的聚丙烯酸酯粘合剂和含羧基的聚丙烯酸酯粘合剂中的至少一者。环氧基粘合剂可以是双酚-A型环氧粘合剂、双酚-F型环氧粘合剂、酚醛环氧粘合剂、线性脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一者。

另外，粘合剂可以是光固化粘合剂、热熔粘合剂或热固性粘合剂，并且可以使用光固化法和热固化法中的任何一种方法。例如，夹层板可以通过热固化包括表层、芯层和粘合层的层合板来制造。热固化可以在110℃到240℃下进行大约1分钟到1小时，并且固化也可以在室温下进行大约1小时到10小时。

粘合层可以被涂布为大约20μm到300μm的厚度，但不限于此。

将粘合层涂布到表层的一个表面的方法可以是选自模涂法(die coating)、凹版涂布法、刮涂布法或喷涂法中的任何一种方法。

在该说明书中，电磁屏蔽效能(EMI SE)用于测量材料屏蔽电磁波的能力，并且作为电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)测量的夹层板的电磁屏蔽能力是分贝[dB]，这基于ASTMD4935-10(测量平面材料的电磁屏蔽效能的标准测试方法)的测量标准，并且如下面的式1所限定的。

[式1]

(P1：当存在屏蔽材料时接收的能量/P2：当不存在屏蔽材料时接收的能量)

电动车辆的电池组的保护盖的夹层板相对于0.03GHz到1.5GHz的频率具有的作为电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)测量的电磁屏蔽能力为81dB到120dB，优选地为81dB到110dB，更具体地为81dB到100dB。当满足上述范围时，可以在不应用单独的功能层的情况下制造具有优异电磁屏蔽效能的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板具有阻燃性能。如图2的上部所示，在芯材料中，本公开的夹层板可以包括使用例如PP的热塑性树脂的纤维以及例如玻璃纤维的阻燃纤维。如图2的中部所示，当在这种夹层板的外侧起火时，PP树脂在高温下熔化并且由于玻璃纤维的弹性在芯材料的厚度方向上膨胀。此后，通过玻璃纤维和碳化的PP形成不燃层，因此，通过隔热效果抑制火焰的传播。因此，板的厚度增加，所以可以提高结构刚度，并且可以抑制翘曲的发生。

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的阻燃性能可以通过根据加热的厚度膨胀率的确认来得知。具体地，在根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板中，当在200℃的烘箱中保持5分钟之后测量厚度膨胀率(膨胀后的厚度/初始厚度)时，由于PP树脂在高温下熔化并且通过玻璃纤维的弹性在芯材料的厚度方向上膨胀，厚度膨胀率可以是150％以上、200％以上、250％以上或300％以上，并且没有特定上限，厚度膨胀率可以至多1000％。当根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的厚度膨胀率满足上述范围时，由于隔热效果，有抑制火焰的传播的效果。

为了评价电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的阻燃性能，可以进行燃烧测试。可以通过UL94垂直燃烧测试进行燃烧测试以评价当在产品的垂直方向上施加火焰时的燃烧方面以及火焰对周围的影响程度。

具体地，在将20mm长的火焰施加到样品10秒之后，测量样品的余焰时间t1，并且当在第一火焰施加之后的余焰结束时，在火焰再次施加10秒之后，测量样品的余焰时间t2和余辉时间t3。另外，记录余焰模式(棉体是否因掉落而被点燃，夹具(125mm标记)是否被烧毁)之后，单独的余焰时间(t1或t2)为10秒以下，任何设定条件下的总余焰时间(5个样品的t1+t2)为50秒以下，第二次火焰施加后各个样品的余焰加余辉时间(t2+t3)为30秒以下，没有燃烧至夹持夹具(125mm标记)，并且没有发生由于掉落而引起棉体被点燃的情况被评价为V-0级。这可以被评价为确保可以用作电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的阻燃性能。

电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的制造方法

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板通过按顺序层叠表层20、芯层10和表层20，并且在芯层10与表层20之间涂布粘合层(未示出)来形成。在层叠上述部件之后，可以执行固化和按压步骤，但是不限于此。

具体地，根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的制造方法包括以下步骤：a)混合包含热塑性树脂的纤维和阻燃纤维；b)通过对混合的纤维进行梳理，然后通过针刺工序将界面彼此结合来制备芯层；c)在芯层的至少一个表面上形成粘合层；以及d)在粘合层上形成表层。

在混合包含热塑性树脂的纤维和阻燃纤维的步骤a)中，可以制备热塑性树脂和阻燃纤维，然后混合以制造无纺纤维集合体。

具体地，基于无纺纤维集合体的总重量，无纺纤维集合体可以包含30wt％以上、35wt％以上、40wt％以上或50wt％以上的热塑性树脂，或包含70wt％以下、65wt％以下、60wt％以下或50wt％以下的热塑性树脂。

基于无纺纤维集合体的总重量，无纺纤维集合体可以包含30wt％以上、40wt％以上、50wt％以上或60wt％以上的阻燃纤维，或包含70wt％以下、60wt％以下或50wt％以下的阻燃纤维。

在无纺纤维集合体的制备中混合的热塑性树脂可以选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚苯硫醚及其组合构成的组，优选地，可以选自由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺及其组合构成的组。

另外，在无纺纤维集合体的制备中混合的阻燃纤维可以选自由玻璃纤维、阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(阻燃PET)、阻燃聚丙烯(阻燃PP)及其组合构成的组，优选地，可以是玻璃纤维。玻璃纤维可以选自由C-玻璃、E-玻璃、S-玻璃、玻璃棉及其组合构成的组，优选地，可以是E-玻璃。

步骤b)可以是通过对混合的纤维进行梳理，然后通过针刺工序将界面彼此结合来制备芯层的步骤。

梳理工序可以无特别限制地使用，只要其是本领域中所使用的方法即可。

可以以每分钟300次到1000次的针刺次数在无纺纤维集合体上执行针刺工序，无纺纤维集合体的移动速度是1m/min到8m/min，并且针刺密度是100到500针刺/cm²，更具体地，可以以每分钟400次到700次的针刺次数在无纺纤维集合体上执行针刺工序，无纺纤维集合体的移动速度是1.5m/min到6m/min，并且针刺密度是200到400针刺/cm²。

如果每分钟针刺的次数小于300次，则有无纺纤维集合体之间的粘合的程度降低的问题，并且如果每分钟针刺的次数大于1000次，则有无纺纤维集合体破裂的问题。另外，如果无纺纤维集合体的移动速度慢于1m/min，则有生产速度过慢的问题，并且如果无纺纤维集合体的移动速度快于8m/min，则有针刺密度不容易控制的问题。另外，如果针刺密度小于100针刺/cm²，则有无纺纤维集合体之间的粘合的程度降低的问题，并且如果针刺密度大于500针刺/cm²，则有无纺纤维集合体破裂的问题。

针刺工序可以执行两次以上。当针刺工序被执行两次以上时，可以增加层间纤维的粘合力，这有效地防止层之间的分层。

当以上述范围执行针刺工序时，通过针刺的物理结合力被增加，因此，芯层的例如拉伸强度的物理性能被改善，从而增加最终制造的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的剪切强度和挠度(deflection)。

具体地，在阻燃纤维与热塑性树脂混合，然后使用梳毛机(carding machine)进行梳理之后，在上述条件下执行针刺工序，以制备具有300gsm到1800gsm的无纺纤维集合体(无纺布)。

此后，制备的无纺纤维集合体(无纺布)被安装在多个解绕装置上，然后移动到热压机。在这种情况下，在根据数量的多个解绕装置上安装1到10个制备的无纺纤维集合体之后，制备的无纺纤维集合体可以被移动到用于制备芯层的热压机。以这种方式，当利用多个解绕装置使用多个无纺纤维集合体时，每个无纺纤维集合体的厚度是较薄的，所以缠绕在一个解绕装置周围的无纺纤维集合体的长度变长。因此，由于可以减少在连续工序中用于连接持续进料的无纺纤维集合体的软曝气器(soft aerator)的使用次数，所以具有可以简化工序的优点。

此后，通过在130℃到240℃的温度条件以及1MPa到10MPa的压力条件下加热并加压移动到热压机的多个无纺纤维集合体(无纺布)来制备无纺纤维集合体结构的芯层。热压机没有特别限制，只要其是本领域中通常使用的即可，并且双带式热压机等可以用作具体的示例。

另外，根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的制造方法可以包括执行步骤b)的针刺工序的步骤，然后在130℃到240℃的温度下预热1到10分钟。

步骤c)可以是在芯层的至少一个表面上形成粘合层的步骤。

粘合层可以是包括选自由烯烃基粘合剂、聚氨酯基粘合剂、丙烯酸粘合剂、环氧基粘合剂及其组合构成的组中的一种。作为烯烃基粘合剂，可以使用选自由聚乙烯、聚丙烯和无定形聚α-烯烃粘合剂构成的组的至少一者。可以不受限制地使用氨基甲酸乙酯基粘合剂，只要其具有氨基甲酸乙酯结构(-NH-CO-O-)即可。丙烯酸粘合剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯粘合剂、含羟基的聚丙烯酸酯粘合剂和含羧基的聚丙烯酸酯粘合剂中的至少一者。环氧基粘合剂可以是双酚-A型环氧粘合剂、双酚-F型环氧粘合剂、酚醛环氧粘合剂、线性脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一者。

另外，粘合剂可以是光固化粘合剂、热熔粘合剂或热固性粘合剂，并且可以使用光固化法和热固化法中的任何一种方法。例如，夹层板可以通过热固化包括表层、芯层和粘合层的层合板来制造。

粘合层可以被涂布为大约20μm到300μm的厚度，但不限于此。

将粘合层涂布到表层的一个表面的方法可以使用选自模涂法、凹版涂布法、刮涂布法或喷涂法中的任何一种方法。

步骤d)可以包括在粘合层上形成表层的步骤。

表层可以由金属材料制成，优选地，可以选自由铝、铁、不锈钢(SUS)、镁、电镀锌钢(EGI)、热浸镀锌钢(GI)及其组合构成的组。表层可以具有0.1mm到2mm的厚度。因为芯材料的机械强度降低，常规夹层板的表层必须较厚，所以具有夹层板的重量增加的问题。然而，在根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板中，在允许表层具有上述范围内的厚度时，机械性能不会快速降低，从而实现重量减轻。

为了在粘合层上形成表层，可以使用光固化法、热固化法和热压法中的任何一种方法。例如，电动车辆的电池组的保护盖的夹层板可以通过热固化或热压包括表层、芯层和粘合层的层合板来最终制造。热固化可以在110℃到240℃下进行大约1分钟到1小时，并且固化也可以在室温下进行大约1小时到10小时。

根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖包括电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。

如上所述，根据本公开的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板包括无纺纤维集合体结构，因此，其重量轻并且具有优异的成形性，通过引入阻燃纤维来确保阻燃性能，并且通过金属基表层而具有优异的隔热性能和电磁波屏蔽性，使得其可以通过替代现有的金属复合材料或者热塑性或热固性纤维增强复合材料而用于电动车辆的电池组的保护盖。

在下文中，将提供优选实施例以帮助理解本公开。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是以下示例仅是对本公开的说明，并且在本公开的范围和精神内，可以进行各种改变和修改，并且这些改变和修改也自然落入所附权利要求的范围内。

电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的制造：示例1至5以及比较例1

[示例1]

以70:30的重量比混合聚丙烯(PP)纤维(GH新材料，细度为15旦尼尔)和玻璃纤维，(E-玻璃，Owens Corning，SE4121)。

在混合纤维，然后使用梳毛机进行梳理之后，通过具有每分钟500次的针刺次数的针刺工序制备具有800gsm的基本重量的无纺纤维集合体(无纺布)，无纺纤维集合体的移动速度是2m/min，并且针刺密度是200针刺/cm²。

在无纺纤维集合体被安装在两个解绕装置上之后，重复进行具有每分钟500次的针刺次数的针刺工序，无纺纤维集合体的移动速度是2m/min，并且针刺密度是200针刺/cm²，以在无纺纤维集合体之间形成物理再结合。

在进入具有210℃的室中温度的预热室之后，通过针刺结合的无纺纤维集合体被预热3分钟。

此后，无纺纤维集合体以5m/min的速度被传递到双带式热压机。在这种情况下，双带式热压机的加热温度是200℃，并且压力是5Bar。在执行加热/加压10分钟之后，以5Bar在25℃下执行冷压6分钟以制备1.2mm的芯层。

聚烯烃粘合剂(Samsung Gratech，KS010C)被涂布到芯层的两个表面50μm的厚度以形成粘合层、具有0.4mm的厚度的铝板(Namsun Aluminum,5052H32)被层叠在粘合层上，层叠得到的板以5Bar在130℃下被热压6分钟，然后以5Bar在25℃下被冷却4分钟，从而最终制造具有2.0mm的厚度的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。

[示例2]

除了以50:50的重量比混合聚丙烯(PP)纤维(GH新材料，细度为15旦尼尔)和玻璃纤维(E-玻璃，Owens Corning，SE4121)以外，以与示例1相同的方式制备夹层板。

[示例3]

除了以40:60的重量比混合聚丙烯(PP)纤维(GH新材料，细度为15旦尼尔)和玻璃纤维(E-玻璃，Owens Corning，SE4121)以外，以与示例1相同的方式制备夹层板。

[示例4]

除了以30:70的重量比混合聚丙烯(PP)纤维(GH新材料，细度为15旦尼尔)和玻璃纤维(E-玻璃，Owens Corning，SE4121)以外，以与示例1相同的方式制备夹层板。

[示例5]

在以相同的重量比混合聚丙烯(PP)纤维(GH新材料，细度为15旦尼尔)和玻璃纤维(E-玻璃，Owens Corning，SE4121)之后，然后使用梳毛机进行梳理。此后，除了通过具有每分钟500次的针刺次数的针刺工序制备具有1000gsm的基本重量的无纺纤维集合体(无纺布)，无纺纤维集合体的移动速度是2m/min，并且针刺密度是200针刺/cm²，然后通过将磷阻燃剂(Universal Chemtech，MX-2270)用喷枪喷射并涂覆到无纺纤维集合体的表面上使得以40:40:20的重量比混合聚丙烯(PP)纤维、玻璃纤维和磷阻燃剂制备以外，以与示例1相同的方式制造夹层板。

除了在制备的芯层的表面上用喷枪喷射并涂覆磷阻燃剂以外，以与示例1相同的方式制造电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。

[比较例1]

除了以40:60的重量比混合聚丙烯(PP)纤维(GH新材料，细度为15旦尼尔)和PET纤维(Daeyang,Super-A)以外，以与示例1相同的方式制造夹层板。

实验示例1：板重量对比测试

对于在示例1至5以及比较例1中制备的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，根据ASTM D3776标准测量板重量，并且如下面的表1所示进行对比。

[表1]

类别	示例1	示例2	示例3	示例4	示例5	比较例1
							材料单位重量(kg/m²)	3.0	3.0	3.0	3.0	3.2	3.0
部分重量(kg)	7.6	7.6	7.6	7.6	8.1	7.6

通过上面的表1，证实了样本被制备为具有相同的重量。

实验示例2：弯曲性能对比

对于在示例1至5以及比较例1中制备的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，测量最大载荷和弯曲刚度，并且在下面的表2中进行对比。

(1)最大载荷测量方法：ASTM C393三点弯曲测试(样品尺寸200*50mm、测量速度6mm/分钟、跨度150mm)

(2)弯曲刚度测量方法：施加载荷之后挠度的测量(样品尺寸250*75mm、施加载荷1.8kg、跨度200mm)

[表2]

类别	示例1	示例2	示例3	示例4	示例5	比较例1
							最大载荷(N)	107	142	141	70	160	121
挠度(mm)	1.8	1.0	1.2	8.0	1.0	1.5

通过表2，证实了玻璃纤维含量在40wt％到60wt％时具有最大刚度值。

示例实验3：热导率的对比

对于在示例1至5以及比较例1中制备的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，以使用平板热流法的接触法测量热导率，并且在下面的表3中进行对比。

[表3]

类别	示例1	示例2	示例3	示例4	示例5	比较例1
							热导率(W/m·K)	0.049	0.047	0.044	0.043	0.050	0.055

通过表3，证实了随着玻璃纤维含量增加，热导率降低，并且如示例5所示的涂覆阻燃剂或如比较例1所示的应用PET纤维替代玻璃纤维时，芯材料的孔隙率降低，因此热导率增加。

实验示例4：厚度膨胀率的对比

对于在示例1至5以及比较例1中制备的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，在200℃的预热烘箱中保持5分钟并膨胀之后，测量厚度和厚度膨胀率(初始厚度：2.0mm)，并且在下面的表4中进行对比。另外，在示例3的厚度膨胀率测试之后，拍摄照片并在图2中示出。厚度膨胀率被计算为(膨胀之后的厚度/初始厚度)。

[表4]

类别	示例1	示例2	示例3	示例4	示例5	比较例1
							膨胀后厚度(mm)	3.6	4.5	6.0	6.1	5.2	1.8
厚度膨胀率(％)	180	225	300	305	265	90

通过表4和图3，证实了随着玻璃纤维含量增加，厚度膨胀率增加，并且当如比较例1中所示的应用PET纤维替代玻璃纤维时，不发生厚度膨胀。

实验示例5：燃烧测试结果的对比

对于在示例1至5以及比较例1中制备的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，。在将其切割成125mm宽×13mm长×2mm高的样品尺寸之后，根据UL94垂直燃烧测试测量其可燃性，并且在下面的表5中进行对比。具体地，测量各个样品燃至固定夹具(125mm标记)并且棉体被点燃的单独燃烧时间、任何设定条件的总余焰时间、余焰加余辉时间。根据下面的表6的标准设定下面的表5中的等级。

[表5]

类别

示例1

示例2

示例3

示例4

示例5

比较例1

单独余焰时间(秒)

125

10

0

19

0

140

总余焰时间(秒)

624

22

0

81

0

624

余辉时间(秒)

125

0

19

0

140

燃至125mm

是

否

是

棉体被点燃

是

否

是

等级

不合格

V-0

V-1

V-0

不合格

[表6]

通过表5，可以看出示例1至5的夹层板的阻燃效果优于比较例1的夹层板。还可以看出即使在这些示例中，当玻璃纤维含量相对更高时，阻燃效果更优异，而当玻璃纤维含量过高时，阻燃效果降低。另外，可以看出包含适当量的玻璃纤维的示例3并且还包含磷阻燃剂的示例5的阻燃效果是最优异的。

实验示例6：半不可燃测试结果的对比

对于在示例1至5以及比较例1中制备的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，执行根据ISO 5660-1(样品尺寸100*100mm)的半不可燃测试，并且结果在下面的表7中示出。当THR是8MJ/m²以下并且峰值HRR在10秒以内时，其被设定为半不可燃等级。

[表7]

通过表7，可以看出示例1至5的夹层板的半不可燃性优于比较例1的夹层板。还可以看出在这些示例中，当玻璃纤维含量相对高时，半不可燃性更优异，而当玻璃纤维含量过高时，半不可燃性降低。另外，可以看出包含适当量的玻璃纤维的示例3并且还包含磷阻燃剂的示例5的半不可燃性是最优异的。

因此，所有简单修改或改变都属于本公开的范围，并且本公开的具体保护范围将通过所附权利要求来阐述。

Claims

1.一种电动车辆的电池组的保护盖的夹层板，包括：

芯层，所述芯层具有无纺纤维集合体结构；

表层，所述表层被层叠在所述芯层的至少一个表面上；以及

粘合层，所述粘合层粘合所述芯层和所述表层，

其中，所述芯层包含热塑性树脂和阻燃纤维。

2.根据权利要求1所述的夹层板，其中，基于所述芯层的总重量，所述芯层包含30wt％以上的阻燃纤维。

3.根据权利要求1所述的夹层板，其中，基于所述芯层的总重量，所述芯层包含50wt％以上的阻燃纤维。

4.根据权利要求1所述的夹层板，其中，基于所述芯层的总重量，所述芯层包含60wt％以上的阻燃纤维。

5.根据权利要求1所述的夹层板，其中，基于所述芯层的总重量，所述芯层包含70wt％以上的阻燃纤维。

6.根据权利要求1所述的夹层板，其中，所述芯层还包括磷阻燃剂。

7.根据权利要求1所述的夹层板，其中，所述热塑性树脂层选自由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚苯硫醚及其组合构成的组。

8.根据权利要求1所述的夹层板，其中，所述阻燃纤维选自由玻璃纤维、阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯、阻燃聚丙烯及其组合构成的组。

9.根据权利要求8所述的夹层板，其中，所述玻璃纤维选自由C-玻璃、E-玻璃、S-玻璃、玻璃棉及其组合构成的组。

10.根据权利要求1所述的夹层板，其中，所述表层选自由铝、铁、不锈钢、镁、电镀锌钢、热浸镀锌钢及其组合构成的组。

11.根据权利要求1所述的夹层板，其中，所述粘合层包括选自由烯烃基粘合剂、聚氨酯基粘合剂、丙烯酸粘合剂、环氧基粘合剂及其组合构成的组中的一种。

12.根据权利要求1所述的夹层板，其中，所述夹层板在200℃下被保持在烘箱中5分钟之后，具有150％以上的厚度膨胀率，即，膨胀之后的厚度/初始厚度。

13.一种权利要求1的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板的制造方法，所述方法包括：

a)混合包含热塑性树脂的纤维和阻燃纤维；

b)通过对混合的纤维进行梳理并通过针刺工序将界面彼此结合来制备芯层；

c)在所述芯层的至少一个表面上形成粘合层；以及

d)在所述粘合层上形成表层。

14.一种电动车辆的电池组的保护盖，包括权利要求1至12中的任一项所述的电动车辆的电池组的保护盖的夹层板。