聚醚醚酮复合材料、动力电池壳体及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚醚醚酮复合材料、动力电池壳体及制备方法，该聚醚醚酮复合材料包括聚醚醚酮热塑性树脂及纤维材料，其中所述纤维材料的体积份数为50‑60％。该聚醚醚酮复合材料料阻燃性、耐热性及抗温度冲击性强。

Polyether Ether Ketone Composite Material, Power Battery Shell and Preparation Method

The invention provides a polyether ether ketone composite material, a power battery shell and a preparation method. The polyether ether ketone composite material comprises a polyether ether ketone thermoplastic resin and a fiber material, in which the volume fraction of the fiber material is 50 to 60%. The polyether ether ketone composite material has strong flame retardancy, heat resistance and temperature impact resistance.

【技术实现步骤摘要】
聚醚醚酮复合材料、动力电池壳体及制备方法
本专利技术属于新能源汽车轻量化领域，更具体地，涉及一种聚醚醚酮复合材料、动力电池壳体及制备方法。
技术介绍
汽车轻量化对于汽车产业及交通运输行业发展意义重大，是该产业实现节能减排和绿色可持续发展的必经之路。对于新能源汽车而言，电气化智能化导致的汽车总增重在15％-35％之间，而动力电池组在电动汽车整备质量中占比可达30％。因此，动力电池的轻量化技术对新能源整车轻量化十分重要。纤维增强复合材料由于其轻量化、高比刚、高比强，冲击吸能特性良好等优势，在汽车零部件设计的应用逐渐广泛。目前已有的纤维增强复合材料电池壳设计多为热固性复合材料，且大多仅考虑静态承载性能。电池壳的阻燃性、耐热性及抗温度冲击性均有待提高。因此有必要研发一种轻量化，同时阻燃性、耐热性及抗温度冲击性强的聚醚醚酮复合材料及动力电池壳体。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种聚醚醚酮复合材料、动力电池壳体及制备方法，该聚醚醚酮复合材料在轻量化的同时还兼具阻燃性、耐热性及抗温度冲击性强的优势。为了实现上述目的，根据本专利技术一方面提供了一种聚醚醚酮复合材料，该聚醚醚酮复合材料包括聚醚醚酮热塑性树脂及纤维材料，其中所述纤维材料的体积份数为50-60％。优选地，所述纤维材料为碳纤维和/或玻璃纤维，所述聚醚醚酮复合材料拉伸强度为2000-2400MPa，拉伸模量为100-140GPa，压缩强度为1200-1600MPa，压缩模量为100-140GPa，孔隙率小于1％。根据本专利技术的另一方面提供了一种动力电池壳体，所述动力电池壳体包括：上壳体，所述上壳体上设置有与其一体成型的吊耳；下壳体，所述上壳体扣设在所述下壳体上，形成容纳空间，所述容纳空间用于容纳电池组件；至少一条加强筋板，所述至少一条加强筋板设置于所述上壳体内表面；其中，所述吊耳、上壳体及下壳体由上述的聚醚醚酮复合材料制成。优选地，所述加强筋板包括相对的两个侧面，且第一侧面的宽度大于第二侧面的宽度，使得所述加强筋板的垂直于所述两个侧面的截面呈梯形；所述加强筋板的两端及第一侧面通过胶粘固定于所述上壳体内表面，装配连接点通过熔融焊接进一步加固。优选地，所述加强筋板包括泡沫芯材及蒙皮层，所述蒙皮层设置在所述泡沫芯材的外表面。优选地，所述蒙皮层由碳纤维增强环氧树脂复合材料制成，制备所述碳纤维增强环氧树脂复合材料的原料包括环氧树脂及纤维材料，所述泡沫芯材由聚甲基丙烯酰亚胺材料制成。优选地，所述碳纤维增强环氧树脂复合材料的纤维体积分数为50-60％，拉伸强度为1750-1950MPa，拉伸模量为95-105GPa。优选地，所述聚甲基丙烯酰亚胺由包括以下组分的原料制得：甲基丙烯酸40-60重量份、甲基丙烯腈40-60重量份、引发剂1-3重量份及发泡剂1-3重量份；所述聚甲基丙烯酰亚胺的泡沫密度为90-110kg/m3，拉伸强度为2.8-3.5MPa，拉伸模量为200-240MPa，压缩强度为3-3.5MPa，压缩模量为250-320MPa，断裂伸长率为3-5％。优选地，还包括多个隔板，多个所述隔板等间距设置在所述上壳体内，两端连接于所述上壳体，所述隔板内设置有散热管道，所述散热管道的两端穿过所述上壳体。根据本专利技术的再一方面提供了一种动力电池壳体的制备方法，所述制备方法包括：所述上壳体、吊耳、下壳体由预浸料模压法制得，优选地，所述预浸料模压法包括以下步骤：将上壳体、吊耳和下壳体的聚醚醚酮复合材料预浸料放入模具中升温加热，待升温至成型温度后，通过加压设备与模具对预浸料铺层进行加压和持续加热，然后泄压保持温度转移制件至烘箱内；所述加压和持续加热的条件优选包括：压力为30-50MPa，温度为350-400℃，相对于每1mm厚度的加热时间为0.5-1分钟；所述加强筋板通过共固化成型，优选地，所述共固化成型的步骤包括：将泡沫芯材裁切为预定形状尺寸后，将碳纤维增强环氧树脂复合材料预浸料铺贴其上，之后进行热压，使所述泡沫芯材和碳纤维增强环氧树脂复合材料一同实现固化成型；所述热压的条件优选包括：温度为100-150℃，压力为2-5MPa，时间为0.5-1小时；所述加强筋板与上壳体固定的方法包括：采用胶黏剂对加强筋板和上壳体进行胶接，所述胶接的条件优选包括：压力为1-5MPa，温度为80-120℃。本专利技术的有益效果在于：1)通过聚醚醚酮热塑性树脂及纤维材料复合制备聚醚醚酮复合材料，获取的聚醚醚酮复合材料轻量化同时阻燃性、耐热性及抗温度冲击性强。2)本专利技术动力电池壳体通过加强筋板的设置使动力电池壳体的机械强度更高，通过聚醚醚酮复合材料的选材，使得动力电池壳体轻量化，阻燃性、耐热性及抗温度冲击性强。3)通过专利技术的动力电池壳体的制备方法，能够快速制备动力电池壳体，提高动力电池壳体的生产效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的动力电池壳体的分解状态示意性结构图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的加强筋板的示意性结构图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的上壳体的仰视结构图。附图标记说明1、上壳体；2、吊耳；3、下壳体；4、加强筋板。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。根据本专利技术的一方面提供了一种聚醚醚酮复合材料，该聚醚醚酮复合材料包括聚醚醚酮热塑性树脂及纤维材料，其中所述纤维材料的体积份数为50-60％。作为优选方案，所述纤维材料为碳纤维和/或玻璃纤维，所述聚醚醚酮复合材料拉伸强度为2000-2400MPa，拉伸模量为100-140GPa，压缩强度为1200-1600MPa，压缩模量为100-140GPa，孔隙率小于1％。具体地，通过本专利技术制备的聚醚醚酮复合材料较比传统热固性复合材料具有密度更低、成型周期短、生产成本低、耐冲击及耐热阻燃性能好等固有优势。更优选地，该聚醚醚酮复合材料还包括补强剂、填料及偶联剂中的至少一种。更优选地：聚醚醚酮用量为70-80重量份，所述补强剂为白炭黑，用量为5-15重量份，填料为玻璃微珠，用量为2-4重量份，偶联剂为钛酸酯偶联剂用量为0.5-2重量份。根据本专利技术的另一方面提供了一种动力电池壳体，所述动力电池壳体包括：上壳体，所述上壳体上设置有与其一体成型的吊耳；下壳体，所述上壳体扣设在所述下壳体上，形成容纳空间，所述容纳空间用于容纳电池组件；至少一条加强筋板，所述至少一条加强筋板设置于所述上壳体内表面；其中，所述吊耳、上壳体及下壳体由上述的聚醚醚酮复合材料制成。具体地，通过预浸料模压法分别制备上壳体及下壳体，而后在上壳体上拉挤形成吊耳，使得吊耳与上壳体一体成型。通过聚醚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚醚醚酮复合材料，其特征在于，该聚醚醚酮复合材料包括聚醚醚酮热塑性树脂及纤维材料，其中所述纤维材料的体积份数为50‑60％。

【技术特征摘要】
1.一种聚醚醚酮复合材料，其特征在于，该聚醚醚酮复合材料包括聚醚醚酮热塑性树脂及纤维材料，其中所述纤维材料的体积份数为50-60％。2.根据权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述纤维材料为碳纤维和/或玻璃纤维，所述聚醚醚酮复合材料拉伸强度为2000-2400MPa，拉伸模量为100-140GPa，压缩强度为1200-1600MPa，压缩模量为100-140GPa，孔隙率小于1％。3.一种动力电池壳体，其特征在于，所述动力电池壳体包括：上壳体，所述上壳体上设置有与其一体成型的吊耳；下壳体，所述上壳体扣设在所述下壳体上，形成容纳空间，所述容纳空间用于容纳电池组件；至少一条加强筋板，所述至少一条加强筋板设置于所述上壳体内表面；其中，所述吊耳、上壳体及下壳体由权利要求1-2中任意一项所述的聚醚醚酮复合材料制成。4.根据权利要求3所述的动力电池壳体，其特征在于，所述加强筋板包括相对的两个侧面，且第一侧面的宽度大于第二侧面的宽度，使得所述加强筋板的垂直于所述两个侧面的截面呈梯形；所述加强筋板的两端及第一侧面通过胶粘固定于所述上壳体内表面，装配连接点通过熔融焊接进一步加固。5.根据权利要求3所述的动力电池壳体，其特征在于，所述加强筋板包括泡沫芯材及蒙皮层，所述蒙皮层设置在所述泡沫芯材的外表面。6.根据权利要求5所述的动力电池壳体，其特征在于，所述蒙皮层由碳纤维增强环氧树脂复合材料制成，制备所述碳纤维增强环氧树脂复合材料的原料包括环氧树脂及纤维材料，所述泡沫芯材由聚甲基丙烯酰亚胺材料制成。7.根据权利要求6所述的动力电池壳体，其特征在于，所述碳纤维增强环氧树脂复合材料的纤维体积分数为50-60％，拉伸强度为1750-1950MPa，拉伸模量为95-105GPa。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：张振翀，魏跃远，杨良会，原诚寅，
申请(专利权)人：北京新能源汽车技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11