本發(fā)明涉及一種二次電池的電池盒及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的聚合物材質(zhì)的電池盒。

背景技術(shù)：

隨著石油價(jià)格的逐年攀升以及環(huán)境污染問(wèn)題的日趨嚴(yán)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(dòng)力機(jī)車，其中最具有應(yīng)用前景的是電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車的核心技術(shù)是動(dòng)力電池技術(shù)，目前認(rèn)為，鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池是最有前景的動(dòng)力電池方案。

鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)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(fù)極片。通過(guò)正極接線柱及負(fù)極接線柱向外輸出電力。其中，鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)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(dǎo)致鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的設(shè)計(jì)受限；而且，電池金屬外殼導(dǎo)電，安全性不能完全保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的聚合物材質(zhì)的電池盒及其制備方法。

本發(fā)明目的可以通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的電池盒，其中，所述電池盒包括電池盒體和上蓋，所述電池盒的盒體與上蓋形成密閉空間；所述盒體和上蓋是由聚合物或其復(fù)合材料經(jīng)注塑、擠出、吹塑或者模壓等聚合物材料的加工方式制備得到；所述聚合物選自下述的耐化學(xué)性和耐熱性的聚合物中的一種或多種的共混物：含苯硫基的聚合物(例如：聚苯硫醚)、聚苯醚、聚醚醚酮、聚砜、聚酰亞胺、聚芳酯、聚苯乙烯(如間規(guī)聚苯乙烯等)、聚酯(如PET、PBT、PCT)、聚酰胺(如芳香族聚酰胺)、聚烯烴或其共聚物(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)、環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂、酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂、氯化不飽和聚酯樹(shù)脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等。

本發(fā)明中，所述電池盒用于內(nèi)置電解液和采用疊片或卷繞裝配方式裝配的正極、電池隔膜及負(fù)極片。

優(yōu)選地，所述聚合物選自聚苯硫醚、聚苯醚、聚酯、聚酰胺(如芳香族聚酰胺)、聚苯乙烯(如間規(guī)聚苯乙烯)、氯化不飽和聚酯樹(shù)脂中的一種或多種的共混物；或者選自聚苯硫醚、聚苯醚、聚酯、聚酰胺(如芳香族聚酰胺)、聚苯乙烯(如間規(guī)聚苯乙烯)、氯化不飽和聚酯樹(shù)脂中的至少一種與聚烯烴或其共聚物(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)中的至少一種的共混物。

根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物的復(fù)合材料，除包括上述聚合物的一種或多種的共混物外，還可以含有增強(qiáng)材料。

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

根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物的復(fù)合材料中，增強(qiáng)材料的含量為0-90wt％，優(yōu)選0-60wt％。

根據(jù)本發(fā)明，所述電池盒還包括主電源接孔(包括正極接孔和負(fù)極接孔)和感應(yīng)器接孔，設(shè)置在盒體一側(cè)或設(shè)置在上蓋上。所述主電源接孔和感應(yīng)器接孔用于電池盒內(nèi)部的電池出線，所述電池出線用于內(nèi)外連接，引出導(dǎo)線。

本發(fā)明中，并不限定盒體和上蓋的形狀，可以在設(shè)計(jì)盒體和上蓋時(shí)依據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)成各種結(jié)構(gòu)，保證電池組結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)各種電動(dòng)汽車裝配，也可提升電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)空間。

根據(jù)本發(fā)明，所述盒體和/或上蓋的大面積平面外側(cè)還可以設(shè)置有加強(qiáng)筋，其是為了增加強(qiáng)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(dòng)力與儲(chǔ)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)將上述的聚合物或其復(fù)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，制成盒體和上蓋；

b)采用熔接方式將上述的盒體和上蓋熔接，形成密閉空間，即制備得到所述的電池盒。

根據(jù)本發(fā)明，所述盒體和上蓋的結(jié)構(gòu)和形狀，不受限制，可以依據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)成各種結(jié)構(gòu)和形狀，只要保證電池組結(jié)構(gòu)緊湊即可?？梢赃m應(yīng)各種電動(dòng)汽車裝配，也可提升電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)空間。所述結(jié)構(gòu)可以是正方體型、長(zhǎng)方體型、圓柱型或異型等結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟a)中，所述加工方式優(yōu)選注塑或模壓加工。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟b)中，所述的熔接方式可以采取超聲波焊接、振動(dòng)焊、熱絲焊或激光焊等方式；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(shè)置加強(qiáng)筋，其是為了增加強(qiáng)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：

本發(fā)明提供一種用于鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的聚合物材質(zhì)的電池盒及其制備方法，所述電池盒的盒體和上蓋是以注塑擠出、吹塑或者模壓等方式加工而成的，并采用熔接方式將上述的盒體和上蓋熔接，所述電池盒的加工方法方便且生產(chǎn)效率高，設(shè)計(jì)自由度高，可以制備任意設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和形狀的電池盒；所述電池盒的盒體和上蓋是采用聚合物或其復(fù)合材料制備得到的，其能有效防止鋰離子電池電解液對(duì)電池盒的腐蝕作用，有效地解決了普通聚合物材料在直接接觸電解液時(shí)會(huì)因有機(jī)溶劑的溶脹或無(wú)機(jī)填料的腐蝕而失去強(qiáng)度等問(wèn)題，使鋰離子電池盒的使用壽命顯著提高，同時(shí)所述聚合物或其復(fù)合材料還具有一定的耐熱性能；另外，由于聚合物或其復(fù)合材料的不導(dǎo)電性，避免了現(xiàn)有的金屬材質(zhì)的電池盒的導(dǎo)電而引起的不安全的問(wèn)題。本發(fā)明所述的電池盒盒體和上蓋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)空間大，能夠?qū)崿F(xiàn)電池盒的快速組合，并且組合方便、快捷，可用于各種類型的電動(dòng)汽車或儲(chǔ)能電池。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中所示的電池盒；其中，1為盒體；2為上蓋；3為電源接口(包括主電源接孔和感應(yīng)器接孔)。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中所述的電池盒；其中，11為盒體；12為上蓋；13為電源接口(包括主電源接孔和感應(yīng)器接孔)。

具體實(shí)施方式

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

下述實(shí)施例中使用的材料，若沒(méi)有特別限定，均是商業(yè)上購(gòu)買(mǎi)得到的。

實(shí)施例1

本實(shí)施例制備得到的用于鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的電池盒，如圖1所示，包括盒體1，上蓋2和電源接口3，所述電源接口包括主電源接孔(包括正極接孔和負(fù)極接孔)和感應(yīng)器接孔，所述電池盒為長(zhǎng)方體型結(jié)構(gòu)。

制備電池盒的盒體和上蓋的聚合物材料選自聚苯硫醚，采用注塑方式，在模具中注塑成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的盒體1和上蓋2，所述盒體1和上蓋2采用激光焊接技術(shù)連接。所述主電源接孔和感應(yīng)器接孔3通過(guò)模內(nèi)注塑的方式固定。這樣就可以制得本發(fā)明的電池盒。

所述電池盒的具體使用方式是：在盒體與上蓋連接前，在所述電池盒的盒體內(nèi)灌裝三元鋰電解液、配裝電極以及隔膜。

實(shí)施例1制備得到的電池盒在三元鋰電解液中浸泡240小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)度保持率在98％以上。

實(shí)施例2

本實(shí)施例制備得到的用于鋰離子動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的電池盒，如圖2所示，包括盒體11，上蓋12和電源接口13，所述電源接口包括主電源接孔(包括正極接孔和負(fù)極接孔)和感應(yīng)器接孔，所述電池盒為圓柱體型結(jié)構(gòu)。

制備電池盒的盒體和上蓋的聚合物材料選自聚苯硫醚，采用注塑方式，在模具中注塑成圓柱體型結(jié)構(gòu)的盒體11和上蓋12，所述盒體11和上蓋12采用激光焊接技術(shù)連接。所述主電源接孔和感應(yīng)器接孔13通過(guò)模內(nèi)注塑的方式固定。這樣就可以制得本發(fā)明的電池盒。

所述電池盒的具體使用方式是：在盒體與上蓋連接前，在所述電池盒的盒體內(nèi)灌裝三元鋰電解液、配裝電極以及隔膜。

實(shí)施例2制備得到的電池盒在三元鋰電解液中浸泡240小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)度保持率在98％以上。

實(shí)施例3

采用實(shí)施例1的電池盒結(jié)構(gòu)及其制備方法，區(qū)別僅在于制備電池盒的盒體和上蓋的聚合物材料選用氯化不飽和聚酯樹(shù)脂。

實(shí)施例3制備得到的鋰離子電池盒在三元鋰電解液中浸泡240小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)度保持率在95％以上。

實(shí)施例4

采用實(shí)施例2的電池盒結(jié)構(gòu)及其制備方法，區(qū)別僅在于制備電池盒的盒體和上蓋的聚合物材料選用間規(guī)聚苯乙烯(SPS)。

實(shí)施例4制備得到的鋰離子電池盒在三元鋰電解液中浸泡240小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)度保持率在95％以上。

實(shí)施例5

采用實(shí)施例1的電池盒結(jié)構(gòu)及其制備方法，區(qū)別僅在于制備電池盒的盒體和上蓋的聚合物材料選用聚苯硫醚與聚丙烯的共混物，其中聚苯硫醚的含量為80wt％，聚丙烯的含量為20wt％。所述共混是簡(jiǎn)單的機(jī)械混合。

實(shí)施例5制備得到的鋰離子電池盒在三元鋰電解液中浸泡240小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)度保持率在97％以上。

實(shí)施例6

采用實(shí)施例1的電池盒結(jié)構(gòu)及其制備方法，區(qū)別僅在于制備電池盒的盒體和上蓋的聚合物材料選用聚苯硫醚、乙烯辛烯共聚物和碳纖維的復(fù)合材料，其中聚苯硫醚的含量為70wt％，乙烯辛烯共聚物的含量為10wt％，碳纖維的含量為20wt％。所述復(fù)合材料采用下述方式制備得到：按含量稱取聚苯硫醚樹(shù)脂、乙烯辛烯共聚物和碳纖維，將其一同放進(jìn)混合機(jī)中進(jìn)行充分混合；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出造粒機(jī)組進(jìn)行熔融共混，加工溫度為310℃，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)組進(jìn)行切粒制成均勻顆粒，得所述復(fù)合材料。

實(shí)施例6制備得到的鋰離子電池盒在三元鋰電解液中浸泡240小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)度保持率在96％以上。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限定于上述實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。