[发明专利]一种高硬度的耐磨电池外壳及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种高硬度的耐磨电池外壳及其生产工艺，电池外壳包括电池壳体、电池壳底和电池壳盖，所述电池壳体里层为金属板材，金属板材外侧涂覆有高硬度耐磨涂层，高硬度耐磨涂层由高硬度耐磨涂料成膜制成，本发明通过将金属板材进行轧制、模具成型、焊接等生产工艺，解决现有电池壳厚度太厚、质量较重的问题，通过在金属板材表面涂布高硬度耐磨涂料，解决现有电池壳硬度较低、不耐磨的问题，通过对聚氨酯树脂进行改性，提升涂料成膜硬度和耐磨性。

技术领域

本发明涉及电池外壳技术领域，具体涉及一种高硬度的耐磨电池外壳及其生产工艺。

背景技术

近年来，为了解决空气污染以及全球变暖问题，新能源汽车快速发展，新能源汽车的动力由动力电池系统提供，是新能源汽车中成本占比最高的部件，决定了新能源汽车的市场定价，电池外壳作为保护电池电极和电解液的重要部件，也是动力电池系统的重要组成部分。

目前市场上的新能源汽车电池壳大部分是通过冲压拉伸和热挤压的铝电池壳，由于这种生产方式的局限以及电池壳铝材自身性能的缺陷，现有电池壳厚度太厚，质量较重，并且在日常使用中电池外壳的磨损成为电池损耗的重要原因，在电池外壳表面涂布高分子树脂涂层是解决电池外壳耐磨度，以及提升各种物理性能和化学性能的重要途径，聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用，但是单组分水性聚氨酯涂料分子内交联程度不高，会导致涂膜硬度低，且耐腐蚀性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硬度的耐磨电池外壳及其生产工艺，可以解决以下问题：

1、现有电池壳厚度太厚、质量较重的问题；

2、通过在金属板材表面涂布高硬度耐磨涂料，解决现有电池壳硬度较低、不耐磨的问题；通过对聚氨酯树脂进行改性，提升涂料成膜硬度和耐磨性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高硬度的耐磨电池外壳，包括电池壳体、电池壳底和电池壳盖，所述电池壳体里层为金属板材，金属板材外侧涂覆有高硬度耐磨涂层，通过在金属板材上涂布高硬度耐磨涂层，可以有效保护电池壳体的金属板，使电池在日常使用中不易磨损，同时也具备一定的耐腐蚀、耐水性能，高硬度耐磨涂层由高硬度耐磨涂料成膜制成，高硬度耐磨涂料的制备方法如下：

(1)将磺酸聚酯二醇加入反应器中，搅拌下再加入二月桂酸二丁基锡和对苯二酚，然后升温至50-60℃后，滴加异佛尔酮二异氰酸酯，保温反应2-5h，得到预聚体一；

(2)向预聚体一中加入改性环氧树脂，混合均匀后，升温至70-80℃继续反应2-3h，然后降温至40-50℃，加入二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷和辛酸亚锡，升温至60-70℃反应3-5h后出料，得预聚体二；

(3)将预聚体二用三乙胺中和，并加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯和固化剂，并用水分散，搅拌均匀得高硬度耐磨涂料。

通过将磺酸聚酯二醇在二月桂酸二丁基锡作催化剂，对苯二酚作阻聚剂的条件下与异佛尔酮二异氰酸酯合成了聚氨酯树脂，由于单组分水性聚氨酯涂料分子内交联程度不高，会导致涂膜硬度低，且耐腐蚀性差，通过环氧树脂改性聚氨酯树脂，可以提高聚氨酯的交联度，得到高硬度、耐腐蚀性好的水性聚氨酯涂料。

优选的，步骤(1)中所述磺酸聚酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡和对苯二酚的质量比为1.5-2.5：1：0.01-0.05:0.01-0.05；步骤(2)中所述预聚体一、改性环氧树脂、二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷和辛酸亚锡的质量比为1：0.1-0.5：0.1-0.3：0.1-0.3：0.01-0.05；步骤(3)中所述预聚体二、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和固化剂的质量比为1：0.2-0.25：0.01-0.05。

优选的，所述固化剂为1-羟基环己基苯甲酮和6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦以质量比1：1的混合物。