[发明专利]用于电池壳体的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电池壳体的复合材料及其制造方法，其可以提高电池的寿命并确保电池的稳定性。

背景技术

锂二次电池根据将其密封的外部壳体的类型可以被分为：(i)罐形二次电池，其中金属罐用作容器，并通过焊接工艺密封，以及(ii)袋形二次电池，其中，电极组件(包括两个电极、隔板、和电解质)被容纳在由薄膜形成的袋中。

由于它们的柔性特征，袋形锂二次电池越来越多地用作车辆电池，因为袋形二次电池(在后面称为“袋电池”)具有能自由改变的形状，并且质量轻，其能被用做电动车电池，在电动车中大量的电池单元被堆叠在一起。

然而，电动车电池在高速充电、高功率输出、以及反复充电和放电过程中产生热量，因此，局部温度差或热逸出现象在电池中发生，这种现象降低了电池的效率和稳定性。因此，当用在电动车上时，袋电池的电池壳体要求具有散热性能，能够有效地将电池产生的热量消散开。

此外，因为传统的袋电池的电池壳由具有铝壳或用矿物填料，例如阻燃填料填充的塑料基体例如PC+ABS、PA、PP等的复合材料形成，因此，它具有优良的性能，例如阻燃性、耐化学性和耐久性，但不具备散热性能。

另外，传统电池壳体的热传导能力可以通过用现有的聚合物基的散热复合材料来填充电池壳体以提供热传导路径来提高。然而，当用这种方案时，机械性能例如强度将会降低。

上面背景部分披露的信息仅仅是为了加强本发明背景的理解，因此它可能包括不构成在此国家的本领域普通技术人员所知道的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种用于电池壳体的复合材料及其制造方法，其中在层之间插入填充有散热填料的散热层，以便电池产生的热量有效地和有效率地散去，因此提高电池包的寿命并确保电池包的稳定性。

进一步，本发明提供一种电池壳体及其制造方法，其中在一个或多个层之间插入无散热填料填充的纯净层(neat layer)，以防止由填充有散热填料的现有的散热复合材料引起的机械性能的降低。

一方面，本发明提供一种用于电池壳体的复合材料，这种复合材料包括这样的结构，即填充有散热填料的聚合物基散热层，和无散热填料填充的聚合物基纯净层以交替形式排列并集成为一体，使得热源中产生的热量通过散热层散去。

在一个示例性的实施方式中，散热填料在厚度方向取向，以使热量沿贯穿平面的方向进行传递。

在另一个示例性的实施方式中，散热层和纯净层能用作固定袋形电池的电池壳体或紧固电池壳体的外壳。

在另一个示例性的实施方式中，散热层具有这样的结构，即填充有散热填料的填料填充部分和未填充散热填料的树脂填充部分，在纵向方向上以交替方式排列。

在另一个示例性的实施方式中，填料填充部分与插入其间的纯净层以交替形式排列。

另一方面，本发明提供一种用于电池壳体的复合材料的制造方法，该方法包括以下步骤：通过挤压填充有散热填料的聚合物树脂制备散热层，通过挤压未填充散热填料的另外的聚合物树脂制备纯净层；以交替形式堆叠散热层和纯净层；通过压缩使堆叠的散热层和纯净层集成为一体；和用机械切割设备或喷水切割设备将压缩的散热层和纯净层在宽度方向上切割成预定的厚度，由此制成复合材料。更具体地，将该复合材料附着在用于固定袋形电池的电池壳体上或用于紧固电池壳体的外壳上，以便热源产生的热量通过散热层散去。

在一个示例性的实施方式中，散热填料在聚合物基平板上以平面方向取向(orient)。

在另一个示例性的实施方式中，在垂直于其挤出方向的方向上切割散热层和纯净层。

在另一个示例性的实施方式中，在制备散热层和纯净层的步骤中，填充有散热填料的填料填充部分在纵向方向上以规则的间隔排列，而聚合物树脂插入填料填充部分之间。

在下面进行说明本发明的其他方面和示例性的实施例。

附图说明

现在将参考本发明的在所附附图中说明的一些示例性实施例来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施例仅用于说明，因此不限制本发明，其中：

图1是显示根据本发明第一实施方式的用于电池壳体的复合材料的透视图；

图2至5是显示图1中复合材料的制备方法的工艺图；

图6至8是显示根据本发明第二实施方式的复合材料制备方法的工艺图；

图9至10是从图8中的A和B观察的平面图和侧面图。

附图中列出的附图标记包括下面将进一步讨论的下列元件：

10：散热层

11：纯净层