本發(fā)明涉及一種二次電池的電池盒及其制備技術(shù)領域，具體涉及一種用于鋰離子動力與儲能電池的含聚苯醚的電池盒及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著石油價格的逐年攀升以及環(huán)境污染問題的日趨嚴重，作為汽柴油汽車的替代，人們研制出了各種采用新型能源技術(shù)的動力機車，其中最具有應用前景的是電動汽車。電動汽車的核心技術(shù)是動力電池技術(shù)，目前認為，鋰離子電池是最有前景的動力電池方案。

鋰離子動力與儲能電池主要包括殼體以及殼體內(nèi)置的電解液及采用疊片或卷繞裝配方式裝配的正極、電池隔膜及負極片。通過正極接線柱及負極接線柱向外輸出電力。其中，鋰離子動力與儲能電池的殼體主要采用鋁或其它金屬壓制，在內(nèi)層內(nèi)襯一層聚合物薄膜。但是，這種金屬的電池殼體，存在加工困難、外形有限等缺陷，導致鋰離子動力與儲能電池的設計受限；而且，電池金屬外殼導電，安全性不能完全保證。

鋰離子動力與儲能電池的電池盒所使用的材料必須耐電解液浸泡，在鋰離子動力與儲能電池中，電解液含有鋰鹽、非水有機溶劑如環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯等。多數(shù)聚合物材料在上述的電解液中浸泡時，均會發(fā)生溶脹、降解、滲透等問題。因為具體的工況需求，聚合物材料往往需要通過改性共混或復合部分有機或無機材料以達到增強、增韌、阻燃或其它功能性需求。

在上述的電解液中浸泡時，上述共混或復合過程中添加的成分往往會因為電解液的作用失效。如何制備一種聚合物材料形成的電池盒以克服上述問題是一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋰離子動力與儲能電池的電池盒及其制備方法，所述電池盒包括電池盒體和上蓋，所述電池盒的盒體和上蓋是采用聚苯醚復合材料制備得到的；所述制備方法加工效率高，且并不限定盒體的形狀，可以在設計盒體時依據(jù)具體應用場景設計成各種結(jié)構(gòu)，保證電池組結(jié)構(gòu)緊湊，適應各種電動汽車裝配，也可提升電動汽車的設計空間。

研究發(fā)現(xiàn)，工程塑料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、良好的耐熱和耐化學性以及高強度，同時，工程塑料比金屬材料輕，易成型加工，成型能耗少，可以代替某些金屬做結(jié)構(gòu)材料使用。在上述工程塑料中，研究發(fā)現(xiàn)，聚苯醚是一種適合于本發(fā)明的材料，并以此設計了本發(fā)明。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種用于鋰離子動力與儲能電池的電池盒，所述電池盒包括電池盒體和上蓋，所述電池盒的盒體和上蓋是采用聚苯醚復合材料制得，所述聚苯醚復合材料通過包括以下組分的組合物加工而成：

聚苯醚：100重量份；

復合抗氧劑：0.1～4重量份；優(yōu)選為：0.1～2重量份。

根據(jù)本發(fā)明，所述電池盒在鋰離子動力與儲能電池用電解液中浸泡240小時后，強度保持率在90％以上。

根據(jù)本發(fā)明，所述復合抗氧劑中的主抗氧劑選自芳香胺類抗氧劑或酚類抗氧劑，輔助抗氧劑選自亞磷酸酯或硫酯。

優(yōu)選地，所述酚類抗氧劑選自抗氧劑1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧劑1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧劑264(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)、維生素E中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述芳香胺類抗氧劑選自二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物或其聚合物中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述亞磷酸酯選自抗氧劑168(三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯)、三辛基亞磷酸酯、三癸基亞磷酸酯、三[十二碳烷基]亞磷酸酯和三[十六碳烷基]亞磷酸酯中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述硫酯選自硫代二丙酸雙酯，如選自硫代二丙酸雙十二碳醇酯、硫代二丙酸雙十四碳醇酯或硫代二丙酸雙十八碳醇酯中的一種或多種。

還優(yōu)選地，所述復合抗氧劑的主抗氧劑選自酚類抗氧劑、輔助抗氧劑選自亞磷酸酯，例如為抗氧劑1098和抗氧劑168的復合抗氧劑、抗氧劑1076和抗氧劑168的復合抗氧劑。

根據(jù)本發(fā)明，所述的組合物中還包括其他助劑0～80重量份，優(yōu)選為0.1～60重量份，還優(yōu)選為1～30重量份。

根據(jù)本發(fā)明，所述的其他助劑選自抗靜電劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑、相容劑、著色劑、填充劑中的一種或多種。優(yōu)選地，所述的其他助劑選自填充劑、或填充劑與抗靜電劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑、相容劑、著色劑中的至少一種的混合助劑。

根據(jù)本發(fā)明，所述的填充劑選自硫酸鋇、云母、氧化鎂、氧化鈣、滑石粉中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述的填充劑選自硫酸鋇、云母、氧化鎂中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明，所述的抗靜電劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑、相容劑、著色劑均沒有特別的限定，適用于聚苯醚復合體系即可。

根據(jù)本發(fā)明，所述組合物中還包括共混樹脂0～100重量份，優(yōu)選為0.1～65重量份，還優(yōu)選為1～50重量份。

根據(jù)本發(fā)明，所述的共混樹脂可以是聚烯烴及其共聚物(如聚丙烯、聚乙烯、乙烯/α-烯烴共聚物(如乙烯辛烯共聚物)、丙烯/α-烯烴共聚物(如丙烯乙烯共聚物)等)、聚酯(PET、PBT、PCT)、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚苯乙烯(如間規(guī)聚苯乙烯)、聚酰胺(如芳香族聚酰胺)中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明，所述組合物還可以包括增強材料0～90重量份，優(yōu)選為0.1～60重量份，還優(yōu)選為1～50重量份。

根據(jù)本發(fā)明，所述的增強材料選自碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述的增強材料選自碳纖維、芳綸纖維中的一種或兩種。

優(yōu)選地，所述的增強材料選自芳綸纖維。

根據(jù)本發(fā)明，所述盒體和/或上蓋的大面積平面外側(cè)還設置有加強筋，其是為了增加強度、防止變形，并提高盒體和/或上蓋的承載能力。

本發(fā)明還提供上述用于鋰離子動力與儲能電池的電池盒的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

a)按重量份數(shù)稱取組合物中的各組分，并混合均勻，得到混合物料；

b)將步驟a)中得到的混合物料，進行熔融造粒，制備得到所述聚苯醚復合材料；

c)將上述聚苯醚復合材料采用注塑、擠出、吹塑或者模壓等聚合物材料的加工方式，分別制得所述電池盒的盒體和上蓋；

d)采用熔接方式將上述的盒體和上蓋熔接，形成密閉空間，即制備得到所述的鋰離子動力與儲能電池的電池盒。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟a)中，所述的混合可以在混合機中進行充分混合。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟b)中，所述的熔融造粒具體是將制備得到的混合物料，加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融，所述熔融溫度為250～340℃(優(yōu)選為270～310℃)，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟d)中，所述的熔接方式可以采取超聲波焊接、振動焊、熱絲焊、激光焊等方式；或者采取膠黏劑粘接。

根據(jù)本發(fā)明，所述的制備方法還可以包括在盒體和/或上蓋的大面積平面外側(cè)設置加強筋，其是為了增加強度、防止變形，并提高盒體和/或上蓋的承載能力。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明提供一種用于鋰離子動力與儲能電池的電池盒及其制備方法，所述電池盒包括電池盒體和上蓋，所述電池盒的盒體和上蓋是采用聚苯醚復合材料制備得到的；所述電池盒的加工效率高，并不限定盒體的形狀，可以在設計盒體時依據(jù)具體應用場景設計成各種結(jié)構(gòu)，保證電池組結(jié)構(gòu)緊湊，適應各種電動汽車裝配，也可提升電動汽車的設計空間；采用所述聚苯醚復合材料注塑成型電池盒中盒體和上蓋可以采用聚合物材料常用的熔接方式熔接，形成密閉空間。熔接方式可采取超聲波焊接、振動焊、熱絲焊、激光焊等方式；或者采取膠黏劑粘接，達到焊接強度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的目的。

2.本發(fā)明提供的聚苯醚復合材料的耐熱性優(yōu)異，同時，所述組合物中的組分間相容性好，無析出；不僅可以耐受鋰離子電池電解液浸泡，而且浸泡基本不影響材料的機械性能。另外，組合物中的基體樹脂聚苯醚本身具有較好的阻燃性能。

3.本發(fā)明提供的復合材料和制備的電池盒可通用于液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池，可耐受通用的各種鋰離子電解液浸泡，包括磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰離子電池、鈷酸鋰離子電池、錳酸鋰離子電池、鎳酸鋰離子電池、三元鋰離子電池等鋰離子電池電解液。

附圖說明

圖1實施例1制備的電池盒的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1盒體，2上蓋，3電源接口(包括主電源接孔(正極接孔和負極接孔)和感應器接孔)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，應理解，在閱讀了本發(fā)明所記載的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本發(fā)明所限定的范圍。

下述實施例中選用的復合抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑168的復合抗氧劑，或者是抗氧劑1076和抗氧劑168的復合抗氧劑。

實施例1

按重量分數(shù)稱取聚苯醚PPO 100份、聚丙烯20份、聚苯乙烯20份、復合抗氧劑0.18份，將其一同放進混合機中進行充分混合；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融共混，加工溫度為290℃，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒，得到聚苯醚復合材料。將上述復合材料采用注塑加工方式，得到長方體型結(jié)構(gòu)的盒體和上蓋。通過模內(nèi)注塑方式在所述盒體的一側(cè)安裝電源接口3，所述電源接口3包括主電源接孔(包括正極接孔和負極接孔)和感應器接孔。采用激光焊接的方式將上述的盒體和上蓋熔接，形成密閉空間，即制備得到本發(fā)明的電池盒，如圖1所示。

將實施例1制備得到的鋰離子動力電池盒在三元鋰離子電池電解液中浸泡240小時，其強度保持率在90％以上。

實施例2-7

采用實施例1相同的方法制備電池盒，不同僅在于所述復合材料中的組分和含量，具體列于表1中。

實施例2-7的電池盒的性能測試結(jié)果也列于表1中。

表1實施例2-7的復合材料的組成和含量、電池盒的性能

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明。但是，本發(fā)明不限定于上述實施方式。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。