The invention discloses a preparation device and a preparation method of a high performance carbon fiber resin matrix composite battery tray toughened by graphene. The method realized by the device comprises preparing graphene dispersant by ultrasonic dispersion of graphene and low viscosity reactive dispersant, and then preparing graphene dispersant. Graphene toughened carbon fiber prepreg was prepared by spraying a certain concentration of toughening resin on the surface of carbon fiber fabrics directly and evenly. The graphene toughened carbon fiber preg was prepared by continuous impregnation and drying. Then the graphene toughened resin-based carbon fiber composites were prepared by laying, molding and curing. . Compared with the prior art, the battery tray manufactured by the invention is obviously reduced in weight and more stable.
【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯增韧高性能碳纤维树脂基复合材料电池托盘的制备装置及其制备方法
本专利技术涉及一种基于石墨烯增韧高性能碳纤维树脂基复合材料电池托盘的制备装置及其制备方法。
技术介绍
电池性能和汽车的轻量化决定了电动汽车的续航里程，直接影响到新能源汽车的发展和普及。如何在保证电池模块安全的基础上，使其进一步轻量化已成为材料和结构设计的技术热点。电动汽车的电池托盘用以固定和保护电池，当前主要采用金属材料，保证在电动汽车快速行驶中电池的牢固平稳。尽管金属托盘在刚度和强度上能满足要求，但质量比较重。碳纤维树脂基复合材料是以碳纤维为增强体、有机合成树脂为基体的一类复合材料，基体通常为热固性树脂，如不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂，也可以是热塑型树脂，如聚醚酰亚胺(PEI)、己聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。树脂基碳纤维复合材料具有高强度、高韧性、质轻、耐腐蚀、抗疲劳、结构功能可设计、可大面积成型等特点广泛用作结构材料及耐高温抗烧蚀材料，是其他纤维增强复合材料所无法比拟的。将石墨烯与碳纤维基体进行有效复合，制备结构功能一体化的复合材料，是发挥石墨烯优异特性、提升复合材料...
【技术保护点】
1.一种基于石墨烯增韧高性能碳纤维树脂基复合材料电池托盘的制备装置，其特征在于：包括电池托盘模具，该电池托盘模具包括侧围和底板组成的整体和加强筋，若干连接有节流阀的树脂入口管分别固定在所述底板相应侧的位置上，其中一树脂入口管的另一端连接一防倒吸装置，一真空泵通过软管连接该防倒吸装置，其余树脂入口管插入盛有环氧树脂的容器中。
【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯增韧高性能碳纤维树脂基复合材料电池托盘的制备装置，其特征在于：包括电池托盘模具，该电池托盘模具包括侧围和底板组成的整体和加强筋，若干连接有节流阀的树脂入口管分别固定在所述底板相应侧的位置上，其中一树脂入口管的另一端连接一防倒吸装置，一真空泵通过软管连接该防倒吸装置，其余树脂入口管插入盛有环氧树脂的容器中。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于：所述树脂入口管有4根。3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于：所述防倒吸装置包括一个有盖圆柱状杯筒，在该杯筒内设置一相对于该杯筒体积较小的无盖圆柱状杯筒，所述盖子上方设有两个气管，该两个气管分别连接所述一树脂入口管和真空泵。4.根据权利要求3所述的制备装置，其特征在于：所述电池托盘模具底板上设有浅槽。5.一种利用权利要求4所述的制备装置制备电池托盘的方法，其特征在于，包括先将石墨烯和低粘度可反应分散剂进行超声分散制备得到石墨烯分散液，然后再把所述石墨烯分散液直接均匀喷洒在碳纤维织物表面，调配一定浓度的增韧树脂，再采用碳纤维预浸料的制备工艺，经连续浸渍、烘干制备得到石墨烯增韧碳纤维预浸料，然后经铺层、模压、固化制备得到所需的石墨烯增韧树脂基碳纤维复合材料，其具体的步骤如下：(1)准备好电池托盘模具，并在所述该模具内表面上均匀涂覆脱模剂；(2)在所述电池托盘模具上边缘粘贴上双面密封胶带；(3)采用连续碳纤维平铺浸渍工艺，在所述电池托盘模具内依次铺设脱模布、碳纤维平纹布，在碳纤维平纹布上喷涂石墨烯分散液，然后在其上铺设一层碳纤维平纹布或斜纹布，在所述碳纤维平纹布或斜纹布上表面均匀喷涂石墨烯分散液，做到平纹布、石墨烯分散液、平纹布或斜纹布依次交叠直至达到预定厚度，在最上层依次铺设脱模布和导流网；(4)将树脂入口管处的节流阀一、二、三关闭，打开与防倒吸装置的节流阀四，然后开启真空泵，关闭节流阀四，检查模具气密性，检查真空度是否维持不变；(5)若真空度不变，打开节流阀四继续抽真空度，使其维持在某一真空度，此时真空泵仍然处于运转状态，打开节流阀一，让增韧树脂吸注进所述电池托盘模具，增韧树脂入口开关按先后顺序依次打开，先打开节流阀一，当注入的增韧树脂到达下一个树脂入口后，再打开所述树脂入口节流阀二和三，当增韧树脂进入防倒吸装置后，关闭所述节流阀四和真空泵；(6)将经过所述步骤(5)的电池托盘模具的模腔密封后在室温或加热下固化成型；(7)然后脱模，脱模后在所述侧围上相应位置钻空，在空洞内嵌入镁铝合金衬套；(8)在所述加强筋表面包覆碳纤维平纹布，平纹布之间喷涂石墨烯，当达到预定厚度后放入加强筋模型模具中，其制备过程如(4)-(8)；(9)将以上所制备的整体和加强筋组装起来即为完整的石墨烯增韧碳纤维树脂基复合材料电池托盘。6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱军，刘立起，贾林涛，邵忠，夏汇浩，
申请(专利权)人：上海大学，上海康碳复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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