本发明专利技术公开了一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法，其中，锂离子电池塑料壳体包括一本体和一盖板，本体和盖板由改性聚丙烯材料注塑而成，其包括下述原料组分：聚丙烯35-76.9％，矿物填充物3-7.5％，玻璃纤维15-20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1-2.5％；锂离子电池包括上述锂离子电池塑料壳体，其制造方法包括如下步骤：(1)将上述改性聚丙烯材料注射成型，得到本体和盖板；(2)将电池芯包置于本体内部，盖板置于本体开口处，热熔焊接封口。本发明专利技术的锂离子电池塑料壳体结构简单、生产成本低，外表光滑、色泽均匀、无明显浮纤且强度高、不易变形、失重少、耐老化性好、使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动力锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法。
技术介绍
目前,动力锂离子电池壳体主要有不锈钢壳体、塑料壳体、铝壳体、铝塑膜四种类型。其中，塑料壳体通常由聚丙烯复合材料注塑而成。聚丙烯复合材料壳体具有质量轻、绝缘性好、耐蚀性能优越、加工成型容易、价格低廉等优点，已广泛应用于动力锂离子电池外壳。然而,目前的聚丙烯复合材料电池壳体普遍存在强度较低，易鼓胀、爆裂，耐热性差，高温下易变形的缺陷。常用的改进方式是在聚丙烯复合材料中添加滑石粉、碳酸钙和玻璃纤维等无机填料，以提高塑料壳体强度与耐热性，但采用该改进方式不仅会造成壳体重量增加，还会出现浮纤等不良外观现象。同时，聚丙烯复合材料中一些添加剂或杂质的存在，会使塑料壳体在光照或某些苛刻的环境条件下使用时易出现变脆、表面龟裂、发黄褪色等现象，造成壳体使用寿命的降低。另一方面，在电池循环充放电过程中，极片会发生膨胀，电池内部气压也会逐渐提升，从而导致壳体发生鼓胀等严重变形现象。在实际使用时，鼓胀的电池由于厚度过厚，可能导致电池性能下降、撑破外包装壳、电池接触不良、不能正常装配等情况，同时也增加了装车后的隐患。另外，锂离子电池在使用过程中还伴有不同程度的失重现象。壳体鼓胀、材料老化以及电池失重等问题严重影响了动力锂离子电池的使用寿命与安全性能。中国专利CN203932126U公开了一种加强型电池壳体，此壳体主要由外层、中层和内层三层壳体组成，其中外层和内层为塑料材质，中层为不锈钢材质，该结构虽然一定程度地提高了壳体的耐压强度，但结构复杂，生产成本高。中国专利CN2632863Y公开了一种锂离子电池塑料壳体，该壳体采用普通聚丙烯复合材料，外表面设有横向和竖向的凸柱，一定程度提高了壳体的强度，但是防电池鼓胀变形的效果不显著，而且壳体的耐老化性能较差。基于上述分析，现有技术中的电池塑料壳体均不能很好地满足锂离子电池壳体实际生产和使用过程中的要求。因此，亟待开发一种结构简单、生产成本低、强度高、不易变形、耐老化的锂离子电池塑料壳体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服下述缺陷：(1)锂离子电池在循环充放电过程中容易出现极片膨胀、电池内部气压提升，造成电池壳体鼓胀与变形，导致电池厚度超厚，(2)锂离子电池在实际使用过程中存在失重现象，(3)塑料壳体在光照或某些苛刻的环境条件下使用时容易出现变脆、表面龟裂、发黄褪色等材料老化现象，降低壳体使用寿命，(4)由于添加玻璃纤维增强，塑料壳体表面出现浮纤等不良外观现象，提供了一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法。本专利技术的锂离子电池塑料壳体结构简单、生产成本低，外表光滑、色泽均匀、无明显浮纤且强度高、不易变形、失重少、耐老化性好、使用寿命长。本专利技术通过下述技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种锂离子电池塑料壳体：所述锂离子电池塑料壳体的结构与现有的电池塑料壳体相同，一般包括一本体和一盖板，所述本体的一端开口，所述盖板设置在所述本体的开口处，所述本体或盖板设有一安全阀安装孔；其中，所述本体和所述盖板采用改性聚丙烯材料注塑而成，所述改性聚丙烯材料包括下述原料组分：聚丙烯35-76.9％，矿物填充物3-7.5％，玻璃纤维15-20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1-2.5％，各原料组分的用量总和为100％；所述百分比为各组分的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。其中，所述聚丙烯为本领域常规使用的聚丙烯，所述聚丙烯的熔体流动速率较佳地为0.5-5g/10min，更佳地为1-3g/10min。所述熔体流动速率又简称为融指，为按照国家标准GB/T3682热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定方法测试得到，测试条件为试验温度230℃，标称负荷2.16kg。所述聚丙烯较佳地为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物。其中，所述高结晶聚丙烯为本领域常规使用的高结晶聚丙烯，一般结晶度在70％以上。所述共聚聚丙烯为本领域常规使用的共聚聚丙烯，一般分为无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯；所述无规共聚聚丙烯一般由丙烯与少量的乙烯、1-丁烯或1-己烯分子共聚而成；所述嵌段共聚聚丙烯一般由丙烯与乙烯嵌段共聚而成；所述共聚聚丙烯较佳地为无规共聚聚丙烯。所述高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯均市售可得，本领域技术人员可根据市售的高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔体流动速率，按照本领域常识调整三者的用量比，只要满足最终得到的聚丙烯的熔体流动速率在0.5-5g/10min，较佳地在1-3g/10min范围内即可；所述高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比较佳地为1:1:1。其中，所述矿物填充物为本领域常规使用的矿物填充物，较佳地为硫酸钡和/或滑石粉。其中，所述玻璃纤维为本领域常规使用的短切玻璃纤维，较佳地为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维。其中，所述接枝聚丙烯在本专利技术中作为相容剂，可选用本领域常规使用的接枝聚丙烯，较佳地为聚丙烯接枝改性不饱和酸或不饱和酸酐得到的接枝低聚物，所述低聚物为本领域技术术语，一般是指分子量在104以下的聚合物。所述接枝聚丙烯的接枝率较佳地为0.3-1.2％；熔体流动速率较佳地为50-120g/10min，所述熔体流动速率为按照GB/T3682标准测试得到，测试条件为试验温度230℃，标称负荷2.16kg。所述接枝聚丙烯较佳地为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝衣康酸、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯，更佳地为聚丙烯接枝马来酸或聚丙烯接枝马来酸酐。本领域技术人员可按照本领域常识选择所述接枝聚丙烯的种类，只要满足接枝聚丙烯的接枝率在0.3-1.2％，熔体流动速率在50-120g/10min即可。其中，所述加工助剂为本领域常规使用的加工助剂，较佳地为抗氧剂、偶联剂、成核剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种，更佳地为抗氧剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种。所述抗氧剂为本领域常规使用的抗氧剂，例如抗氧剂1010，汽巴IRGAFOS38，汽巴IRGAFOS168。所述偶联剂和成核剂均为本领域常规使用的偶联剂和成核剂。所述防粘剂为本领域常规使用的防粘剂，例如K-710防粘剂，K-720防粘剂。所述润滑剂为本领域常规使用的润滑剂，例如酰胺润滑脂。较佳地，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃剂。所述阻燃剂为本领域常规使用的阻燃剂，较佳地为溴系阻燃剂，更佳地为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚和溴化苯乙烯中的一种或多种。所述阻燃剂的用量较佳地为15-35％，更佳地为15-22.5％，所述百分比为阻燃剂的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。更佳地，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃协效剂。所述阻燃协效剂为本领域常规使用的阻燃协效剂，较佳地为三氧化二锑、五氧化二锑和硼酸锌中的一种或多种，所述硼酸锌较佳地为三氧化二硼酸锌。所述阻燃协效剂的用量较佳地为1-10％，更佳地为4.5-7.5％，所述百分比为阻燃协效剂的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。其中，所述阻燃剂与所述阻燃协效剂的质量比较佳地为3:1。本专利技术中，所述改性聚丙烯材料可按照本领本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池塑料壳体，所述锂离子电池塑料壳体包括一本体和一盖板，其特征在于，所述本体和所述盖板由改性聚丙烯材料注塑而成，所述改性聚丙烯材料包括下述原料组分：聚丙烯35‑76.9％，矿物填充物3‑7.5％，玻璃纤维15‑20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1‑2.5％，各原料组分的用量总和为100％；所述百分比为各组分的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池塑料壳体，所述锂离子电池塑料壳体包括一本体和一盖板，其特征在于，所述本体和所述盖板由改性聚丙烯材料注塑而成，所述改性聚丙烯材料包括下述原料组分：聚丙烯35-76.9％，矿物填充物3-7.5％，玻璃纤维15-20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1-2.5％，各原料组分的用量总和为100％；所述百分比为各组分的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。2.如权利要求1所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物；和/或，所述聚丙烯的熔体流动速率为0.5-5g/10min；和/或，所述矿物填充物为硫酸钡和/或滑石粉；和/或，所述玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；和/或，所述接枝聚丙烯为聚丙烯接枝改性不饱和酸或不饱和酸酐得到的接枝低聚物；和/或，所述加工助剂为抗氧剂、偶联剂、成核剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种。3.如权利要求2所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:1:1；和/或，所述聚丙烯的熔体流动速率为1-3g/10min；和/或，所述接枝聚丙烯为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝衣康酸、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯；和/或，所述接枝聚丙烯的接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min；和/或，所述加工助剂为抗氧剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种。4.如权利要求1所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃剂，所述阻燃剂为溴系阻燃剂。5.如权利要求4所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚和溴化苯乙烯中的一种或多种；和/或，所述阻燃剂的用量为15-35％，所述百分比为阻燃剂的质量占所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭丽媛，张自会，赵盼虎，
申请(专利权)人：天津中聚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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