[發明專利]一種變截面復合材料電池殼及制備工藝

有效

• 申請號: 201711136476.8
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107946511B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 許駿;殷莎;吳垚博;李佳妮;王惠添
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M2/04;B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02;B32B17/12;B32B27/04;B32B37/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

本發明涉及一種變截面復合材料電池殼及制備工藝，電池殼包括由復合材料制成的電池殼體外板和電池殼蓋，電池殼體外板由變截面的面板構成，所述電池殼體外板指的是組成電池殼外表面的板材；所述變截面的面板指的是電池殼外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同；電池殼外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同通過在電池殼外板高度不同的區域鋪設不同層數的復合材料實現。本發明結合仿生思想的由變截面面板所構成的電池殼，在不使用高成本以及增加附屬加強結構的情況下，通過對電池殼面板的變截面設計和鋪層設計來提高電池殼的力學性能。

技術領域

本發明涉及一種變截面復合材料電池殼及制備工藝，由變截面面板所構成，具備仿生鋪層設計的復合材料電池殼及其制備工藝，具體涉及到復合材料電池殼的面板截面形狀、新穎鋪層形式以及制備流程。

背景技術

汽車的輕量化設計對于汽車產業及交通運輸行業實現節能減排，綠色發展意義重大，是該產業持續發展的必經之路。電池組總成在電動汽車整備質量中占比可達30％，因而電池殼輕量化設計對整車輕量化十分重要。復合材料由于其輕量化、高比剛、高比強，沖擊吸能特性良好等優勢，在汽車零部件設計的應用逐漸廣泛。

在目前的電池殼設計中，主要是通過應用性能更優異的材料以及使用夾層加筋等結構設計來提高電池殼的力學性能。性能優異的材料不易獲得，且成本過高。使用加筋或夾層結構使電池殼的結構更加復雜，降低了其可靠性，而且使用加筋或夾層結構也會犧牲電池殼本身的容量。

CN 102825881 B專利中通過在電池殼體中填充顆粒來增強電池殼的散熱性能和機械性能。CN 1180935A專利中通過選用適合的樹脂，多種生產工藝和不同材料鋪層的方式來提高電池殼的機械性能。CN 103613853 B專利中通過合適的化學配比，生產出適合電池殼的聚合物復合材料。

在上述現有專利中，還沒有提出利用截面設計和鋪層角度優化來提高電池殼性能的。

發明內容

本發明技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種復合材料電池殼及制備工藝，結合仿生思想的由變截面面板所構成的電池殼，在不使用高成本以及增加附屬加強結構的情況下，通過對電池殼面板的變截面設計和鋪層設計來提高電池殼的力學性能。

為了實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種變截面復合材料電池殼，包括由復合材料制成的電池殼體外板和電池殼蓋，所述電池殼體外板由變截面的面板構成，所述電池殼體外板指的是組成電池殼外表面的板材；所述變截面的面板指的是電池殼外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同，即變截面面板的橫截面不是傳統的矩形，而是在高度方向上截面的寬度有所改變；電池殼外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同通過在電池殼外板高度不同的區域鋪設不同層數的復合材料實現。

所述變截面面板的截面形狀為任意變寬度幾何形狀，優選魚腹型或梯形。

所述變截面面板的截面變形通過在面板高度方向上位置不同的區域不同區域鋪設不同層數的復合材料實現時，采用具有角度梯度的鋪層方式，即螺旋鋪層。

所述螺旋鋪層具體實現為：

(1)設計鋪層角度：一個n層復合材料，以t1,t2,t3…tk…tn代表第一層，第二層，第三層…第k層…第n層，設第一層的鋪層角度為0度，則第k層的鋪層角度為其中：180<θ<360。

(2)根據上述設計的角度，裁剪合適纖維角度的單層復合材料。

本發明一種變截面復合材料電池殼制備工藝，其特征在于所述步驟如下：

(1)設計變截面面板的截面形狀；

(2)根據不同高度上的截面寬度和單層復合材料的厚度，確定面板高度方向上位置不同的區域所需要的鋪層層數；