[发明专利]一种适用于动力电池的石墨烯发热膜组件及其制备工艺

说明书

本发明涉及动力电池的石墨烯电加热膜领域，具体涉及一种适用于动力电池的石墨烯发热膜组件及其制备工艺；通过聚酰亚胺覆盖膜、电极材料、石墨烯材料复合层、背胶依次层叠通过压合成型；其中，石墨烯发热内膜通过聚氨酯树脂与石墨烯复合制备；在石墨烯发热内膜制备过程中添加阻燃剂，使石墨烯发热膜具备阻燃性，适用于动力电池。本发明制备的石墨烯发热膜组件具有结构简单，稳定性好，导电性良好，阻燃性能好等优点；制备方法简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低可大规模化工业生产。

技术领域

本发明涉及动力电池的石墨烯电加热膜领域，具体涉及一种适用于动力电池的石墨烯发热膜组件及其制备工艺。

背景技术

对于新能源汽车这一快速增长的行业，动力电池，低温情况下动力电池组的性能大幅度下降，直接影响电动汽车的行驶里程。在低温环境下(-10℃以下)，锂离子动力电池存在两个方面的问题，一个是低温下，电池放电能力极差；另一个，低温充电，已经被认为是动力电池折损寿命最快途径。因此需要发动之前，给动力电池先加热。

而市场上针对动力电池的预加热模组根据起发热作用材质的不同，一般采用的是两种：1)金属电热膜；2)无机电热膜。其中无机电热膜包括碳纤维发热膜、石墨烯发热膜、碳纳米管加热薄膜、碳晶发热膜等。而金属发热膜虽然具备生产加工工艺较为成熟、膜片发热温度均匀性较好的优势，但是生产成本较高，面对目前补贴退坡、急需降成本的新能源汽车行业，石墨烯发热膜和碳纳米管薄膜加热、碳纤维电热膜的出现虽然在成本及电热转换效率上具有一定的优势，但是其表面温度均匀性大多不具备商业化应用的成熟度(无机电热膜的温度均匀性约在±5℃)，而国内新能源汽车行业对动力电池用的电热膜温度一致性要求≤±3℃，而《入选重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)的石墨烯材料》中对石墨烯发热膜的温度不均匀度要求≤5℃。

发明内容

为此，本发明提供一种适用于动力电池的石墨烯发热膜组件及其制备工艺，通过改善石墨烯发热膜在使用过程中温度的均匀度，以解决现有技术中动力电池在发动之前的预加热问题的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一个方面的目的在于，提供一种适用于动力电池的石墨烯发热膜组件，该发热膜包括聚酰亚胺覆盖膜、电极材料、石墨烯材料复合层、背胶；所述聚酰亚胺覆盖膜、电极材料、石墨烯材料复合层、背胶依次层叠通过压合成型。

进一步地，所述的聚酰亚胺覆盖膜和电极材料由聚酰亚胺基覆铜膜经蚀刻工艺加工一次成型。

进一步地，所述聚酰亚胺覆盖膜厚度为13μm。

进一步地，所述电极材料的导电介质中电流输入端和电流导出端采用金属铜材料；所述电极材料的厚度为12μm。

进一步地，所述背胶为热敏型3M背胶，所述背胶的厚度为0.5-2mm。

本发明另一方面的目的在于，提供一种适用于动力电池的石墨烯发热膜组件的制备工艺，包括如下步骤：

S1、将柔性电路板、背胶层和石墨烯内膜依次叠合，通过热压机压合制得石墨烯材料复合层；

S2、将聚酰亚胺覆盖膜、电极材料、石墨烯材料复合层、背胶依次层叠，通过热压机压合制得初级石墨烯发热膜；

S3、根据设计尺寸规格将步骤S2制备的初级石墨烯发热膜分切，制得石墨烯发热膜。

进一步地，步骤S1中所述热压机压合温度为60-160℃，热压时间为1-5s，热压压力为20-35Mpa；步骤S2中所述热压机压合的温度为100-270℃，热压时间为1-10s，热压压力为30-55Mpa。

进一步地，所述柔性电路板制备方法为：