一种方形锂离子电池壳体的制作方法

本实用新型属于锂离子电池壳体技术领域，具体涉及一种方形锂离子电池壳体。

背景技术：

随着锂电新能源技术的不断发展，我国乃至世界均掀起了锂电池相关行业的研发浪潮，关于新型锂电池壳体的研究，也是其重要方面。传统的电池壳体面临两大难题，采用金属作为主要材料的锂电池壳体，费用高，重量大；采用铝塑膜作为主要材料的锂电池壳体，容量小，材料强度低。因此，众多业内人士，均将注意力转移到开发低质量、低成本、高强度新型锂电池壳体上。

同时，随着国家政策的指引，对动力锂离子电池的能量密度要求越来越高。目前，大部分企业对壳体进行减薄减重处理，充分利用壳体内部空间，提高电池的能量密度。方形铝壳由于原结构设计，面积较大的两个平面易受力膨胀。随着壳体内部空间的充分利用，电池在循环过程中内部电芯会膨胀，并且无法避免。由于壳体大面受力，易造成电池鼓胀，对电池的安全性能有一定的影响，对模组及pack的相关加工工艺及性能提出更高的要求；并且，现有工艺制造的壳体的抗老化性、耐高低温性能均达不到理想的效果。

技术实现要素：

本实用新型目的在于克服现有技术不足，提供一种具有抗膨胀应力的方形锂离子电池壳体。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种方形锂离子电池壳体，包括方形铝壳，所述方形铝壳包括相对的大平面、相对的小平面，所述大平面的截面呈波浪式结构。

所述波浪式结构的大小及高度根据电池壳体的方形铝壳架构调整设计，没有大小规定限制。

进一步地，所述波浪式结构由若干梯形凸台、圆柱形或弧形凸起等距地均匀分布在所述大平面上组成。

所述波浪式结构也可以是任何能够使应力分散的形式，以上为优选地方案。

进一步地，所述梯形凸台的倾斜边与其底边的夹角90°<α≤135°。

上述电池壳体由以下的各组分按质量份配比制成：pp：45.32～68.29、pvc：8.23～10.09、pet破碎料：12.05～20.86、十二烷基三甲基氯化铵：0.11～0.23、邻苯二甲酸二丁酯：0.45～2.05、含铝化合物：3.76～6.82、单丁基氧化锡：0.12～0.26、t168抗氧剂：0.15～0.58、色母粒：0.38～1.05、乙二醇：10.14～15.82，己二酸：12.03～16.21。

优选地，由以下的各组分按质量份配比制成：pp：52.69～59.28、pvc：9.08～9.65、pet破碎料：16.38～18.29、十二烷基三甲基氯化铵：0.15～0.19、邻苯二甲酸二丁酯：1.52～1.76、含铝化合物：4.72～5.09、单丁基氧化锡：0.19～0.22、t168抗氧剂：0.31～0.43、色母粒：0.69～0.95、乙二醇：12.56～13.91、己二酸：13.84～14.92。

较佳地，由以下的各组分按质量份配比制成：pp：56.81、pvc：9.16、pet破碎料：16.46、十二烷基三甲基氯化铵：0.17、邻苯二甲酸二丁酯：1.25、含铝化合物：5.29、单丁基氧化锡：0.19、t168抗氧剂：0.37、色母粒：0.72、乙二醇：12.98、己二酸：14.12。

并且，上述电池壳体的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应器中投入pp、pvc、pet破碎料、乙二醇和1/2单丁基氧化锡，在260～270℃反应3～5小时酯交换反应和醇解反应至熔融透明状；

(2)降温至170～180℃时，向其中加入2/3己二酸、剩余的1/2单丁基氧化锡、t168抗氧剂，在250～260℃通入氮气酯化反应3～5小时，向其中加入剩余的1/3己二酸，然后在0.04～0.07mpa真空氮气保护下缩聚1～2小时；

(3)降温至170～180℃时，向其中加入十二烷基三甲基氯化铵、色母粒，搅拌反应1～1.5小时，冷却至40~60^。c烘干，熔融挤出、造粒；

(4)粒料烘干后，注塑成型为电池壳体。

进一步地，所述含铝化合物选自氧化铝、碳酸铝和氢氧化铝中一种。

本实用新型通过优化电池壳体的内部结构，增强壳体的受力作用，减小电池鼓胀导致的形变，有效遏制电池鼓胀。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果如下：

(1)能够减轻电池壳体重量，增加电芯的能量密度，增强应力膨胀。

(2)电池壳体在受力时，由于受力方向改变，并且集中于一点，不易发生形变，而达到抗膨胀应力的效果。

(3)电芯抗膨胀应力强，厚度控制良好，电池的电性能优异，并对pack模组控制以及电性能的发挥起到关键作用。

附图说明

图1本实用新型电池壳体的俯视图；

图2图1拐角处的局部放大图；

图3电芯膨胀时，本实用新型电池壳体受到卷芯膨胀力f时，对壳体的作用力会将力f1作用于一点，类似于半球体抗膨胀应力的效果。

图4本实用新型壳体和常规壳体抗膨胀的作用效果比较；

图1-4标记含义如下：1-方形铝壳，2-大平面，3-小平面；

ⅰ-使用本实用新型壳体的电池厚度，ⅱ-使用常规壳体的电池厚度。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

实施例

一种方形锂离子电池壳体，如图1-2所示，包括方形铝壳1，所述方形铝壳1包括有相对的大平面2、相对的小平面3，所述大平面2的截面呈波浪式结构；

所述波浪式结构由若干的梯形凸台等距地均匀分布在所述大平面2上组成，所述梯形凸台的倾斜边与其底边的夹角α＝110°；

所述电池壳体由以下的各组分按质量份配比制成：pp：56.81kg、pvc：9.16kg、pet破碎料：16.46kg、十二烷基三甲基氯化铵：0.17kg、邻苯二甲酸二丁酯：1.25kg、氢氧化铝：5.29kg、单丁基氧化锡：0.19kg、t168抗氧剂：0.37kg、色母粒：0.72kg、乙二醇：12.98kg、己二酸：14.12kg。

上述电池壳体的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应器中投入pp、pvc、pet破碎料、乙二醇和1/2单丁基氧化锡，在265℃反应4小时酯交换反应和醇解反应至熔融透明状；

(2)降温至175℃时，向其中加入2/3己二酸、剩余的1/2单丁基氧化锡、t168抗氧剂，在255℃通入氮气酯化反应4小时，向其中加入剩余的1/3己二酸，然后在0.052mpa真空氮气保护下缩聚1.5小时；

(3)降温至175℃时，向其中加入十二烷基三甲基氯化铵、色母粒，搅拌反应1.2小时，冷却至50^。c烘干，熔融挤出、造粒；

(4)粒料烘干后，注塑成型为电池壳体。

验证例

如图4所示，以磷酸铁锂电池为例，型号：40200100；循环次数2000周，容量保持率约为86％。

附图4通过数据表明：本实用新型新设计的壳体明显能够起到抗膨胀的作用，2000周循环时，新设计壳体厚度约为41.5mm，常规壳体约为42.6mm，相差1.1mm，效果十分明显。

上述实施例仅是本实用新型的较优实施方式，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本实用新型技术方案的范围内。