一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖及其制造方法与流程

本发明属于树脂基复合材料和新能源电动汽车零部件，具体涉及一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖，以及其制造方法。

背景技术：

1、锂电池用复合材料外壳是将复合材料应用于电动汽车的核心部件--电池包，以有效降低电池包重量提高能量密度，达到增加续航里程的效果。复合材料因其质轻、高比强度、耐腐蚀、一体化成型等诸多有点，目前在新能源电动汽车锂电池包上被广泛应用。

2、云母制品在新能源汽车行业中主要作为动力电池热失控防护材料使用。云母材料应用于电池热失控防护具有较长的历史，方案成熟已被行业内较多企业使用。目前主要用于模组与模组间及模组与电池箱盖之间，随着无模组化趋势的发展，云母材料将主要应用在电芯与电池箱盖间进行热失控防护。

3、名称为“一种防热失控云母板及电池包”的cn219321463u号中国专利申请及名称为“一种u形云母防火盖板及加工设备”的cn114889221a号中国专利申请公开的云母板设计有装配面，通过装配工艺将云母板嵌入模组与模组间及模组与电池箱盖之间，其在建立隔热屏障，阻断热失控的传播方面仍然存在不足。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于针对现有技术的上述需求，提供一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖，包括一体式结构的复合材料层和云母层，外表面的复合材料层为smc片材堆叠层，内表面的云母层为云母过胶纸堆叠层，电池箱盖边缘设置有飞边，飞边设置有螺纹孔，箱盖通过螺纹孔与下箱体连接，电池箱盖内表面有伸至电池箱盖边缘的完整云母层。

3、本发明的目的之二是提供一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖的制造方法，步骤为：

4、步骤1，按照产品的尺寸形状裁剪smc片材，裁剪完成后按顺序摆放，做好标记便于铺设取用，对预热模具加热使内表面温度到达预定的60℃～80℃区间后，将smc片材在预热模具中铺设完成后开始模压，将液压机的模压程序设置为6mpa，加压1min后卸压取出，得到复合材料预成形体；

5、步骤2，按照产品的尺寸裁剪云母过胶纸，将裁剪的云母过胶纸铺叠到模具工装中，得到云母预成形体；

6、步骤3，将复合材料预成形体取出后快速放置于另一预热模具内，对预热模具加热使内表面温度180℃～220℃，再将云母预成形体叠放于复合材料预成形体上方；

7、步骤4，铺设完成后开始模压，将液压机的模压程序设置为分阶段加压：在第一阶段1min内升至6mpa，保压2min；然后进入第二阶段，在1min内继续加压至12mpa，保压时间20min；完成后液压机开始卸压，打开模具准备取件；

8、步骤5，将取出的产品放置自然冷却，完成产品毛坯的制备，然后修剪飞边的毛刺，打磨、钻孔得到锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖。

9、进一步，所述的步骤2是先铺放整张的云母过胶纸，达到一定厚度，再根据异性特征，在拐角处堆叠云母过胶纸形成圆弧倒角、在局部增厚处叠放相应尺寸的云母过胶纸形成凸台、在凹陷处裁剪云母过胶纸的重叠部分，并在剪裁处铺放云母过胶纸覆盖。

10、更进一步，所述的复合材料预成形体厚度3mm～15mm。所述的云母预成形体厚度1mm～3mm。

11、再进一步，所述的smc片材为乙烯基树脂/玻璃纤维体系片材。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明在传统复合材料电池箱盖内表面增加云母层，利用云母板超强的耐高温能力和优良的绝缘性能，有效避免异常高温对电池组以及汽车的损害，云母层设计在电池箱内表面，降低了材料防火反应时间，提高了防火效果，更加安全可靠；

14、本发明方法通过合理的复合材料铺层设计和云母结构设计，复合材料层与云母层通过热模一体化成型工艺成型为整体结构，实现了材料、结构和功能一体化；

15、本发明一体成型的复合材料电池箱盖有利于锂电池内部的空间利用率，提高了锂电池箱的绝缘隔热性能与机械性能，同时减少安装零部件的数量，避免了复合材料层与云母层的组装问题，同时减轻了结构重量，提高了锂电池组的装配效率。

技术特征：

1.一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖，其特征在于：包括一体式结构的复合材料层和云母层，外表面的复合材料层为smc片材堆叠层，内表面的云母层为云母过胶纸堆叠层，电池箱盖边缘设置有飞边，飞边设置有螺纹孔，电池箱盖内表面有伸至箱盖边缘的完整云母层。

2.一种如权利要求1所述锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖的制造方法，其特征在于，步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖的制造方法，其特征在于，所述的步骤2是先铺放整张的云母过胶纸，在拐角处堆叠云母过胶纸形成圆弧倒角，在局部增厚处叠放云母过胶纸形成凸台，在凹陷处裁剪云母过胶纸的重叠部分，并在剪裁处铺放云母过胶纸覆盖。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖的制造方法，其特征在于，所述的复合材料预成形体厚度3mm～15mm。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖的制造方法，其特征在于，所述的云母预成形体厚度1mm～3mm。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖的制造方法，其特征在于，所述的smc片材为乙烯基树脂/玻璃纤维体系片材。

技术总结
本发明公开了一种锂电池用绝热防火复合材料电池箱盖，包括一体式结构的复合材料层和云母层，其制造方法为热模压一体成型，由复合材料预成形体叠加云母预成形体，放置到预热模具中温度为180℃～220℃，保温加压20～30分钟，热压完成后冷却，完成产品毛坯的制备，后经修剪飞边、打磨、钻孔，得到最终产品。本发明通过合理的复合材料铺层设计和云母结构设计，实现了锂电池箱绝热防火的功能要求，而且缩短了工艺周期，降低了材料、生产成本，而且避免了复合材料层与云母层的组装问题，同时减轻了结构重量。

技术研发人员：韩霞,张凯,王亚飞,易辉,冉龙国
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19