本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，本發(fā)明還涉及一種改性工程塑料材料的制備方法。

背景技術(shù)：

“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中，明確提出到2020年累計產(chǎn)銷超過500萬輛以上的新能源汽車也就是電動汽車。所以動力電池也就是鋰電池的消耗量會非常的驚人。目前的鋰電池電芯殼體及電池模組都是采用金屬材料鋁的結(jié)構(gòu)，其金屬材料的特質(zhì)決定了新能源汽車不能實現(xiàn)輕量化，加工制造中效率低及成本高，目前現(xiàn)有的工程塑料，包括現(xiàn)有材料的水蒸氣阻隔性、導(dǎo)熱性佳、具備阻燃性能、超強(qiáng)耐受電解液甚至氫氟酸并可以采用激光焊接能保持高強(qiáng)度等嚴(yán)苛要求的材料，都還不能直接替代金屬鋁應(yīng)用于鋰動力電池的電芯殼體上，不能順應(yīng)新能源電池行業(yè)的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供了用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，其實現(xiàn)了鋰電池電芯殼體的輕量化，并具有良好的水蒸氣阻隔性能、優(yōu)異的導(dǎo)熱性能以及熱老化性能，具有加工效率高和成本低廉的優(yōu)點，適合用于制造鋁動力電池的電芯殼體以及電池模組，從而替代了金屬鋁合金材質(zhì)的鋰電池電芯殼體，順應(yīng)了新能源電池行業(yè)的需求。

本發(fā)明還有一個目的是提供了用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料的制造方法，具有制備方法簡單、制備效率高的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，按重量百分比計，包括以下組分：

聚酮樹脂40％-70％、聚酰胺6樹脂20％-60％、蒙脫土5％-15％、無機(jī)導(dǎo)熱添加劑10％-40％、阻燃劑5％-15％、熱老化添加劑0.2％-1％、增韌劑1％-6％以及潤滑劑0.2％-1％。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，按重量百分比計，包括以下組分：

聚酮樹脂40％-60％、聚酰胺6樹脂30％-50％、蒙脫土10％-15％、無機(jī)導(dǎo)熱添加劑15％-30％、阻燃劑8％-13％、熱老化添加劑0.5％-1％、增韌劑1％-4％以及潤滑劑0.6％-1％。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，按重量百分比計，包括以下組分：

聚酮樹脂40％-50％、聚酰胺6樹脂20％-30％、蒙脫土8％-10％、無機(jī)導(dǎo)熱添加劑10％-20％、阻燃劑8％-10％、熱老化添加劑0.5％-1％、增韌劑1％-2％以及潤滑劑0.5％-1％。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，按重量百分比計，包括以下組分：

聚酮樹脂40％、聚酰胺6樹脂20％、蒙脫土8％、無機(jī)導(dǎo)熱添加劑22％、阻燃劑8％、熱老化添加劑0.5％、增韌劑1％以及潤滑劑0.5％。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，所述聚酮樹脂為co和烯烴制成的半結(jié)晶脂肪族。具有出色的耐化學(xué)性、對氣體和碳?xì)浠衔镉休^強(qiáng)的阻隔性。聚酮樹脂的牌號有m230a、m930a、m330a、m620a、m630a、m730a等；

所述聚酰胺6樹脂為粘度為2.0的聚酰胺6樹脂、粘度為3.0的聚酰胺6樹脂和粘度大于3.4的聚酰胺6樹脂中的至少一種；例如，巴陵石化公司產(chǎn)品yh-800、bl1340-h、yh-3000等，美國霍尼韋爾公司h8202nlb、hp5xc，杜邦公司7331j，日本宇部公司1013b等等。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，所述蒙脫土為納米級表面處理蒙脫土、微米級蒙脫土、包覆型納米蒙脫土母粒和改性蒙脫土中的至少一種；例如，美國npc公司的npc130、nanomeri.30t，畢克化學(xué)的garamite1958，mmt02等等；

所述無機(jī)導(dǎo)熱添加劑為氮化鋁、碳化硅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、石墨和納米碳管中的至少一種。例如，日本昭和電工的納米碳管母粒；俄羅斯聯(lián)合化學(xué)的納米碳管預(yù)分散體；深圳湘陽石墨制品的預(yù)分散石墨體；濰坊萬豐新材料科技有限公司生產(chǎn)的dr-05pa復(fù)合導(dǎo)熱劑；濰坊萬豐新材料科技有限公司生產(chǎn)的氫氧化鎂、氫氧化鋁等等。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，所述阻燃劑為溴化苯乙烯與三氧化二銻的組合、十溴二苯乙烷與三氧化二銻的組合、紅磷阻燃劑和次磷酸鋁阻燃劑中的至少一種；例如：開美化學(xué)的溴化苯乙烯阻燃劑；閃星牌99.％級的三氧化二銻；美國雅寶8010十溴二苯乙烷；意大利特麥祺公司的紅磷阻燃劑；德國科萊恩公司的op1231次磷酸鋁阻燃劑等等；

所述熱老化添加劑為受阻酚類抗氧化劑、銅鹽類熱老化劑和鎳鈷的有機(jī)絡(luò)合物防老化劑中的至少一種。例如：巴斯夫公司的1010、168；布呂格曼公司的bruggolenh系列；泰龍化工的dy-25等等。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料，所述增韌劑為poe-g-mah、sebs-g-mah、epdm-g-mah和poe-g-gma中的至少一種；例如：杜邦公司的牌號為492d的poe-g-mah；科騰公司的牌號為fg1901的sebs-g-mah；柏晨公司的pc-28的epdm-g-mah等等；

所述潤滑劑為褐煤蠟、硅酮粉、pets潤滑劑和馬來酸酐接枝pe蠟中的至少一種。例如：科萊恩公司的e蠟；龍沙公司的pets潤滑劑；霍尼韋爾公司的接枝pe蠟；道康寧公司的硅酮粉7081；瓦克公司的硅酮粉等等。

本發(fā)明公開了用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按重量百分比計，將5％-15％的阻燃劑、0.2％-1％的熱老化添加劑、1％-6％的增韌劑以及0.2％-1％的潤滑劑加入到高速攪拌機(jī)中混合均勻，得備用料；

步驟二、按重量百分比計，將40％-70％的聚酮樹脂、20％-60％的聚酰胺6樹脂、5％-15％的蒙脫土、10％-40％的無機(jī)導(dǎo)熱添加劑和所述備用料依次加入到雙螺桿造粒機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，并調(diào)節(jié)擠出造粒過程中的雙螺桿轉(zhuǎn)速和擠出溫度；

步驟三、對成品粒子進(jìn)行烘干及包裝，得到用于制備鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料。

優(yōu)選的是，所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料的制備方法，所述雙螺桿造粒機(jī)自加料端至擠出端依次劃分成長度相同的第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)、第四區(qū)、第五區(qū)、第六區(qū)、第七區(qū)、第八區(qū)、第九區(qū)、第十區(qū)、第十一區(qū)、第十二區(qū)和機(jī)頭區(qū)，其溫度依次對應(yīng)200℃、205℃、210℃、220℃、225℃、225℃、225℃、225℃、225℃、225℃、225℃、230℃和235℃。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1、本發(fā)明所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料具有良好的水蒸氣阻隔性能、優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和熱老化性能，可用于制造鋁動力電池的電芯殼體和電池模組，從而取代金屬鋁合金材質(zhì)的電芯殼體，實現(xiàn)了新能源汽車的輕量化，降低了生產(chǎn)成本。

2、本發(fā)明所述的用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料材料的制備方法簡單、制備的改性工程塑料材料具有優(yōu)異的性能。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不排除一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

實施例1～6

本發(fā)明提供了一種用于制造鋰電池電芯殼體的改性工程塑料，按照表1給出的原料以及以下方法制備改性工程塑料材料：

一、按照表1的配方準(zhǔn)備各組分；

二、將除聚酮樹脂、聚酰胺6樹脂、蒙脫土、導(dǎo)熱添加劑外的各組分用高速攪拌機(jī)混合均勻，混合時間5分鐘，出料備用；

三、采用長徑比為48:1的高扭矩高速、喂料采用組合式失重稱、雙真空抽提的雙螺桿機(jī)組擠出造粒，將二混合后的物料投入主料斗1；將聚酮樹脂和聚酰胺6樹脂分別投入主料斗2和3；將蒙脫土和導(dǎo)熱添加劑分別加入側(cè)喂料1和2；

四、設(shè)定雙螺桿造粒機(jī)的擠出溫度為：一區(qū)200℃、二區(qū)205℃、三區(qū)210℃、四區(qū)220℃、五區(qū)225℃、六區(qū)225℃、七區(qū)225℃、八區(qū)225℃、九區(qū)225℃、十區(qū)225℃、十一區(qū)225℃、十二區(qū)230℃、機(jī)頭235℃；主料斗1、主料斗2和3、側(cè)喂料1和2位于一區(qū)；

五、按配方配比設(shè)定好造粒機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速、失重喂料機(jī)參數(shù)；

六、啟動擠出拉條造粒；

七、成品粒子烘干包裝。

本發(fā)明對實施例6制備的改性工程塑料材料的性質(zhì)進(jìn)行了測定，并對使用改性工程塑料材質(zhì)注塑成鋰電池電芯殼體的工藝過程進(jìn)行了加工工藝的限定，詳見表2。

表1實施例1～6的改性工程塑料材料的各組分及各組分的配比

表2實施例6的改性工程塑料材料的性能參數(shù)及使用其注塑成鋰電池電芯殼體的加工參數(shù)

因此，通過以上實施例可以得出，使用本發(fā)明提供的各組分制備的改性工程塑料材料能夠作為鋰電池電芯殼體的原料，并用于注塑成鋰電池電芯殼體，大大減輕了鋰電池的重量，并且降低了鋰電池的生產(chǎn)成本，滿足了新能源電池行業(yè)的需求。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。