[发明专利]一种高导热高阻燃的合金复合材料及其制备方法与电池箱

说明书

本发明属于改性的合金复合材料技术领域，具体涉及一种高导热高阻燃的合金复合材料及其制备方法与电池箱。所述高导热高阻燃的合金复合材料，其原料由下列组分按重量分数组成，树脂合金20‑40份、填充粉体0‑15份、复配导热粉体20‑40份、阻燃剂12‑18份、阻燃协效剂3‑6份、增韧剂0‑10份、相容剂0‑5份、助剂0‑1份，使得其在导热、阻燃、力学性能得到保障的情况下，通过采用增容、偶联两类相容剂对树脂表面进行百分百增容、包覆，提高合金相容性和结合力，并对各类自行活化的导热体系进行均一化处理，使得各类粉体分散和结合力相当，形成分散均一的活性导热系统，实现合金复合材料的低密度，有效提升了新能源汽车的能量密度和续航里程。

技术领域

本发明属于改性的合金复合材料技术领域，具体涉及一种高导热高阻燃的合金复合材料及其制备方法与电池箱。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，提高新能源汽车的续航里程、提升电池的能量密度、加快电池的充电速度、保障电池组安全，成为新能源汽车的核心需求。

上述三个核心需求都与新能源汽车核心部件电池息息相关，电池箱作为新能源电池的重要组成部分，也提出了更高的要求：

低密度：新能源汽车电池箱可占到整车重量的40％-50％，电池箱的重量直接影响汽车的续航里程。电池箱主要由箱体及电池组成，现市面上箱体材料主要选用铝合金2.7(103kg/m³)。采用低密度的塑料材料，同时考虑强韧性和耐热性，保障电池组免受外界挤压发生爆裂，能直接提升电池整体的能量密度和安全性。选择PP/PBT合金1.12(103kg/m³)进行复合改性，能得到低密度的电池箱材料。

易成型：铝合金材料无法一体成型，衔接、密封处需要进行大量的涂胶，在高热的工况下，涂胶处极易出现开裂，导致漏水等异常，造成极大的安全隐患。采用可一体成型的塑料材料，能极大地减少衔接、密封处，减少安全隐患地同时，大大提升生产效率。

高导热高绝缘：汽车充放电过程中，会产生大量的热，而且充电越快，放热量越大，箱体的导热性能直接决定了电池的工况温度和使用寿命。塑料材料自身不具备良好的导热性能，通过复合改性，赋予材料良好的导热性。

同时，市面上的导热粉都需要大量的添加才能保障材料的高导热性能，通过对氢氧化铝、氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、氧化锌的复配，并进行合适的表面处理。在保障导热性的基础上，可有效地降低导热粉的添加量。

高阻燃耐热：V0等级的阻燃是电池箱的国标要求，但塑料材料为达到V0等级的阻燃，阻燃剂添加量较大，导致材料力学性能直接降低。且导热粉体的添加会降低材料的热变形温度，因此考虑聚合物合金。

聚合物合金需要采用特定的相容剂，解决其相容性。目前，市场采用相容剂(助剂)来提高合金的相容性，效率低且效果不理想；本发明采用直接对树脂本身活化增容，使其中一种树脂表面百分百活化包覆，提高两种树脂相容性。同时，对导热体系进行均一性活化，避免各类导热体系粉体与合金相活性不一致，导致粉体与合金相结合力不同、分散效果不好、结合力不均等影响产品性能。

因此，开发出安全可靠、有实用价值的低密度、高导热阻燃的合金复合材料具有重要的现实意义，此材料在能源电池方向有着十分广阔的应用空间。

发明内容

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高导热高阻燃的合金复合材料，其原料由下列组分按重量分数组成，树脂合金20-40份、填充粉体0-15份、复配导热粉体20-40份、阻燃剂12-18份、阻燃协效剂3-6份、增韧剂0-10份、相容剂0-5份、助剂0-1份。

进一步的，树脂合金至少包括两种树脂，所述树脂与表面活性剂、偶联剂、相容剂中的一种或多种进行活化反应。

进一步的，树脂包括PP树脂、PBT树脂中的一种或多种。