用于電池殼體的復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種用于電池殼體的復合材料及其制備方法，其中填充有散熱填料的散熱層被插入層之間以通過散熱層將電池產生的熱有效地消散。結果使得電池的壽命延長并確保了電池包的穩定性。進一步，根據本發明專利技術，未填充散熱填料的純凈層被插入散熱層之間，由此可以防止機械性能的惡化。

【技術實現步驟摘要】
用于電池殼體的復合材料及其制備方法
本專利技術涉及一種用于電池殼體的復合材料及其制造方法，其可以提高電池的壽命并確保電池的穩定性。
技術介紹
鋰二次電池根據將其密封的外部殼體的類型可以被分為：(i)罐形二次電池，其中金屬罐用作容器，并通過焊接工藝密封，以及(ii)袋形二次電池，其中，電極組件(包括兩個電極、隔板、和電解質)被容納在由薄膜形成的袋中。由于它們的柔性特征，袋形鋰二次電池越來越多地用作車輛電池，因為袋形二次電池(在后面稱為“袋電池”)具有能自由改變的形狀，并且質量輕，其能被用做電動車電池，在電動車中大量的電池單元被堆疊在一起。然而，電動車電池在高速充電、高功率輸出、以及反復充電和放電過程中產生熱量，因此，局部溫度差或熱逸出現象在電池中發生，這種現象降低了電池的效率和穩定性。因此，當用在電動車上時，袋電池的電池殼體要求具有散熱性能，能夠有效地將電池產生的熱量消散開。此外，因為傳統的袋電池的電池殼由具有鋁殼或用礦物填料，例如阻燃填料填充的塑料基體例如PC+ABS、PA、PP等的復合材料形成，因此，它具有優良的性能，例如阻燃性、耐化學性和耐久性，但不具備散熱性能。另外，傳統電池殼體的熱傳導能力可以通過用現有的聚合物基的散熱復合材料來填充電池殼體以提供熱傳導路徑來提高。然而，當用這種方案時，機械性能例如強度將會降低。上面背景部分披露的信息僅僅是為了加強本專利技術背景的理解，因此它可能包括不構成在此國家的本領域普通技術人員所知道的現有技術的信息。
技術實現思路
本專利技術提供一種用于電池殼體的復合材料及其制造方法，其中在層之間插入填充有散熱填料的散熱層，以便電池產生的熱量有效地和有效率地散去，因此提高電池包的壽命并確保電池包的穩定性。進一步，本專利技術提供一種電池殼體及其制造方法，其中在一個或多個層之間插入無散熱填料填充的純凈層(neatlayer)，以防止由填充有散熱填料的現有的散熱復合材料引起的機械性能的降低。一方面，本專利技術提供一種用于電池殼體的復合材料，這種復合材料包括這樣的結構，即填充有散熱填料的聚合物基散熱層，和無散熱填料填充的聚合物基純凈層以交替形式排列并集成為一體，使得熱源中產生的熱量通過散熱層散去。在一個示例性的實施方式中，散熱填料在厚度方向取向，以使熱量沿貫穿平面的方向進行傳遞。在另一個示例性的實施方式中，散熱層和純凈層能用作固定袋形電池的電池殼體或緊固電池殼體的外殼。在另一個示例性的實施方式中，散熱層具有這樣的結構，即填充有散熱填料的填料填充部分和未填充散熱填料的樹脂填充部分，在縱向方向上以交替方式排列。在另一個示例性的實施方式中，填料填充部分與插入其間的純凈層以交替形式排列。另一方面，本專利技術提供一種用于電池殼體的復合材料的制造方法，該方法包括以下步驟：通過擠壓填充有散熱填料的聚合物樹脂制備散熱層，通過擠壓未填充散熱填料的另外的聚合物樹脂制備純凈層；以交替形式堆疊散熱層和純凈層；通過壓縮使堆疊的散熱層和純凈層集成為一體；和用機械切割設備或噴水切割設備將壓縮的散熱層和純凈層在寬度方向上切割成預定的厚度，由此制成復合材料。更具體地，將該復合材料附著在用于固定袋形電池的電池殼體上或用于緊固電池殼體的外殼上，以便熱源產生的熱量通過散熱層散去。在一個示例性的實施方式中，散熱填料在聚合物基平板上以平面方向取向(orient)。在另一個示例性的實施方式中，在垂直于其擠出方向的方向上切割散熱層和純凈層。在另一個示例性的實施方式中，在制備散熱層和純凈層的步驟中，填充有散熱填料的填料填充部分在縱向方向上以規則的間隔排列，而聚合物樹脂插入填料填充部分之間。在下面進行說明本專利技術的其他方面和示例性的實施例。附圖說明現在將參考本專利技術的在所附附圖中說明的一些示例性實施例來詳細地描述本專利技術的上述和其它特征，下文給出的這些實施例僅用于說明，因此不限制本專利技術，其中：圖1是顯示根據本專利技術第一實施方式的用于電池殼體的復合材料的透視圖；圖2至5是顯示圖1中復合材料的制備方法的工藝圖；圖6至8是顯示根據本專利技術第二實施方式的復合材料制備方法的工藝圖；圖9至10是從圖8中的A和B觀察的平面圖和側面圖。附圖中列出的附圖標記包括下面將進一步討論的下列元件：10：散熱層11：純凈層12：散熱填料13：擠壓機14：進料器15：平模16：填料填充部分17：樹脂填充部分18：擠出方向19：冷卻輥應該理解的是附圖沒有必要去衡量其比例，其僅代表用于闡述本專利技術基本原理的不同例證性特征的一些簡單表示。在本文公開的本專利技術的具體設計特征，包括，例如，特定尺寸、方向、位置和形狀，將部分地由特體的預期應用和使用環境決定。在這些圖中，整個附圖的多個圖中，附圖標記指代本專利技術的相同或等價部件。具體實施方式下面將詳細地參照本專利技術的各個實施方式，其實施例圖示在附圖中，并在下文加以說明。盡管本專利技術將結合示例性實施方式進行描述，但應當理解，本說明書無意于將本專利技術局限于這些示例性實施方式。相反，本專利技術不僅要涵蓋這些示例性實施方式，還要涵蓋各種替換方式、變化方式、等同方式和其它實施方式，其均可以包括在所附權利要求限定的本專利技術的精神和范圍之內。本文所用的術語“車輛”、“車車輛的”或其它類似術語理解成包括通常的機動車輛，例如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的載客車輛，包括各種船只和船舶的水運工具，航空器和類似物，并包括混合動力車輛、電動車輛、插入式(plug-in)混合電動車輛、氫動力車輛和其它代用燃料車輛(例如，源自石油以外的資源的燃料)。如本文所述，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如汽油動力和電動動力。除非特別指出或者通過上下文明顯得出，否則這里使用的術語“約”應理解為在本領域通常誤差范圍內，例如，平均數的兩個標準偏差之內。大約能理解為設定值的10％，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％，0.1％，0.05％，或0.01％以內。除非從上下文明顯看出，否則這里提供的所有數值都通過該術語修正。圖1是顯示根據本專利技術第一實施方式的用于電池殼體的復合材料的透視圖；圖2至5是顯示圖1中復合材料的制備方法的工藝圖。本專利技術提供了一種用于電池殼體的復合材料及其制備方法，其中未被填料填充的純凈層11通過疊層的方式被設置于散熱層之間以防止機械性能的惡化，并同時提高熱傳導性。根據本專利技術第一實施方式用于電池殼體的復合材料具有扁平的、類似板狀的結構和形狀，其中基于聚合物的散熱層10和純凈層11以如圖1所示的交替方式相互排列在一起。散熱層10和純凈層11都由聚合物基材料形成，并具有厚度較小，例如，幾個微米，的扁平結構，且長度大于寬度。具有長度大于寬度的扁平結構的散熱層10和純凈層11交替堆疊并連接在一起。另外，連接的散熱層10和純凈層11沿與圖2中箭頭所示的擠出(extraction)方向18垂直的方向被切割，由此提供一種用于電池殼體的扁平結構的復合材料。此處，散熱層10是通過用散熱填料12填充聚合物基平板而形成的聚合物層，而純凈層11是未用散熱填料12填充的聚合物基平板而構成的聚合物層。例如，散熱層10和純凈層11可以分別由作為聚合物基平板的聚碳酸酯(PC)平板形成，且厚度大約10-30μm。進一步，散熱層10可以通過利用散熱填料12，例如8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電池殼體的復合材料，其包括這樣的結構，即填充有散熱填料的聚合物基散熱層，和未填充散熱填料的聚合物基純凈層以交替方式排列并集成為一體，使得在熱源中產生的熱量通過所述散熱層消散。

【技術特征摘要】
2011.06.13 KR 10-2011-00567041.一種用于電池殼體的復合材料，其包括這樣的結構，即填充有散熱填料的聚合物基散熱層，和未填充散熱填料的聚合物基純凈層以交替方式排列并集成為一體，使得在熱源中產生的熱量通過所述散熱層消散，其中，所述散熱填料在所述散熱層的厚度方向上排列，以便在貫穿平面的方向上傳遞熱量。2.如權利要求1所述的復合材料，其中，所述散熱層和所述純凈層被用來形成固定袋形電池的電池殼體或緊固所述電池殼體的外殼。3.如權利要求1所述的復合材料，其中，所述散熱層具有填充有散熱填料的填料填充部分和未填充散熱填料的樹脂填充部分在縱向方向上以交替方式排列的結構。4.如權利要求3所述的復合材料，其中，所述填料填充部分與插入其間的純凈層以交替方式排列。5.一種方法，包括：通過擠壓填充有散熱填料的聚合物樹脂制備散熱層，并且通過擠...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭真佑，宋京花，崔致勛，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：