CN106543551A - 一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法，其中，锂离子电池塑料壳体包括一本体和一盖板，本体和盖板由改性聚丙烯材料注塑而成，其包括下述原料组分：聚丙烯35-76.9％，矿物填充物3-7.5％，玻璃纤维15-20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1-2.5％；锂离子电池包括上述锂离子电池塑料壳体，其制造方法包括如下步骤：(1)将上述改性聚丙烯材料注射成型，得到本体和盖板；(2)将电池芯包置于本体内部，盖板置于本体开口处，热熔焊接封口。本发明的锂离子电池塑料壳体结构简单、生产成本低，外表光滑、色泽均匀、无明显浮纤且强度高、不易变形、失重少、耐老化性好、使用寿命长。

Description

一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及动力锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法。
背景技术
目前,动力锂离子电池壳体主要有不锈钢壳体、塑料壳体、铝壳体、铝塑膜四种类型。其中，塑料壳体通常由聚丙烯复合材料注塑而成。聚丙烯复合材料壳体具有质量轻、绝缘性好、耐蚀性能优越、加工成型容易、价格低廉等优点，已广泛应用于动力锂离子电池外壳。
然而,目前的聚丙烯复合材料电池壳体普遍存在强度较低，易鼓胀、爆裂，耐热性差，高温下易变形的缺陷。常用的改进方式是在聚丙烯复合材料中添加滑石粉、碳酸钙和玻璃纤维等无机填料，以提高塑料壳体强度与耐热性，但采用该改进方式不仅会造成壳体重量增加，还会出现浮纤等不良外观现象。同时，聚丙烯复合材料中一些添加剂或杂质的存在，会使塑料壳体在光照或某些苛刻的环境条件下使用时易出现变脆、表面龟裂、发黄褪色等现象，造成壳体使用寿命的降低。
另一方面，在电池循环充放电过程中，极片会发生膨胀，电池内部气压也会逐渐提升，从而导致壳体发生鼓胀等严重变形现象。在实际使用时，鼓胀的电池由于厚度过厚，可能导致电池性能下降、撑破外包装壳、电池接触不良、不能正常装配等情况，同时也增加了装车后的隐患。另外，锂离子电池在使用过程中还伴有不同程度的失重现象。壳体鼓胀、材料老化以及电池失重等问题严重影响了动力锂离子电池的使用寿命与安全性能。
中国专利CN203932126U公开了一种加强型电池壳体，此壳体主要由外层、中层和内层三层壳体组成，其中外层和内层为塑料材质，中层为不锈钢材质，该结构虽然一定程度地提高了壳体的耐压强度，但结构复杂，生产成本高。中国专利CN2632863Y公开了一种锂离子电池塑料壳体，该壳体采用普通聚丙烯复合材料，外表面设有横向和竖向的凸柱，一定程度提高了壳体的强度，但是防电池鼓胀变形的效果不显著，而且壳体的耐老化性能较差。基于上述分析，现有技术中的电池塑料壳体均不能很好地满足锂离子电池壳体实际生产和使用过程中的要求。因此，亟待开发一种结构简单、生产成本低、强度高、不易变形、耐老化的锂离子电池塑料壳体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服下述缺陷：(1)锂离子电池在循环充放电过程中容易出现极片膨胀、电池内部气压提升，造成电池壳体鼓胀与变形，导致电池厚度超厚，(2)锂离子电池在实际使用过程中存在失重现象，(3)塑料壳体在光照或某些苛刻的环境条件下使用时容易出现变脆、表面龟裂、发黄褪色等材料老化现象，降低壳体使用寿命，(4)由于添加玻璃纤维增强，塑料壳体表面出现浮纤等不良外观现象，提供了一种锂离子电池塑料壳体、锂离子电池及其制造方法。本发明的锂离子电池塑料壳体结构简单、生产成本低，外表光滑、色泽均匀、无明显浮纤且强度高、不易变形、失重少、耐老化性好、使用寿命长。
本发明通过下述技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种锂离子电池塑料壳体：所述锂离子电池塑料壳体的结构与现有的电池塑料壳体相同，一般包括一本体和一盖板，所述本体的一端开口，所述盖板设置在所述本体的开口处，所述本体或盖板设有一安全阀安装孔；
其中，所述本体和所述盖板采用改性聚丙烯材料注塑而成，所述改性聚丙烯材料包括下述原料组分：聚丙烯35-76.9％，矿物填充物3-7.5％，玻璃纤维15-20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1-2.5％，各原料组分的用量总和为100％；所述百分比为各组分的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。
其中，所述聚丙烯为本领域常规使用的聚丙烯，所述聚丙烯的熔体流动速率较佳地为0.5-5g/10min，更佳地为1-3g/10min。所述熔体流动速率又简称为融指，为按照国家标准GB/T 3682热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定方法测试得到，测试条件为试验温度230℃，标称负荷2.16kg。
所述聚丙烯较佳地为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物。其中，所述高结晶聚丙烯为本领域常规使用的高结晶聚丙烯，一般结晶度在70％以上。所述共聚聚丙烯为本领域常规使用的共聚聚丙烯，一般分为无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯；所述无规共聚聚丙烯一般由丙烯与少量的乙烯、1-丁烯或1-己烯分子共聚而成；所述嵌段共聚聚丙烯一般由丙烯与乙烯嵌段共聚而成；所述共聚聚丙烯较佳地为无规共聚聚丙烯。所述高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯均市售可得，本领域技术人员可根据市售的高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔体流动速率，按照本领域常识调整三者的用量比，只要满足最终得到的聚丙烯的熔体流动速率在0.5-5g/10min，较佳地在1-3g/10min范围内即可；所述高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比较佳地为1:1:1。
其中，所述矿物填充物为本领域常规使用的矿物填充物，较佳地为硫酸钡和/或滑石粉。
其中，所述玻璃纤维为本领域常规使用的短切玻璃纤维，较佳地为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维。
其中，所述接枝聚丙烯在本发明中作为相容剂，可选用本领域常规使用的接枝聚丙烯，较佳地为聚丙烯接枝改性不饱和酸或不饱和酸酐得到的接枝低聚物，所述低聚物为本领域技术术语，一般是指分子量在104以下的聚合物。所述接枝聚丙烯的接枝率较佳地为0.3-1.2％；熔体流动速率较佳地为50-120g/10min，所述熔体流动速率为按照GB/T 3682标准测试得到，测试条件为试验温度230℃，标称负荷2.16kg。
所述接枝聚丙烯较佳地为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝衣康酸、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯，更佳地为聚丙烯接枝马来酸或聚丙烯接枝马来酸酐。本领域技术人员可按照本领域常识选择所述接枝聚丙烯的种类，只要满足接枝聚丙烯的接枝率在0.3-1.2％，熔体流动速率在50-120g/10min即可。
其中，所述加工助剂为本领域常规使用的加工助剂，较佳地为抗氧剂、偶联剂、成核剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种，更佳地为抗氧剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种。所述抗氧剂为本领域常规使用的抗氧剂，例如抗氧剂1010，汽巴IRGAFOS38，汽巴IRGAFOS168。所述偶联剂和成核剂均为本领域常规使用的偶联剂和成核剂。所述防粘剂为本领域常规使用的防粘剂，例如K-710防粘剂，K-720防粘剂。所述润滑剂为本领域常规使用的润滑剂，例如酰胺润滑脂。
较佳地，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃剂。所述阻燃剂为本领域常规使用的阻燃剂，较佳地为溴系阻燃剂，更佳地为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚和溴化苯乙烯中的一种或多种。所述阻燃剂的用量较佳地为15-35％，更佳地为15-22.5％，所述百分比为阻燃剂的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。
更佳地，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃协效剂。所述阻燃协效剂为本领域常规使用的阻燃协效剂，较佳地为三氧化二锑、五氧化二锑和硼酸锌中的一种或多种，所述硼酸锌较佳地为三氧化二硼酸锌。所述阻燃协效剂的用量较佳地为1-10％，更佳地为4.5-7.5％，所述百分比为阻燃协效剂的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。其中，所述阻燃剂与所述阻燃协效剂的质量比较佳地为3:1。
本发明中，所述改性聚丙烯材料可按照本领域常规方法，将上述各原料组分混合均匀，然后在挤出机中熔融，挤出，造粒制得，所述熔融的温度为180-250℃。其中，本领域技术人员可根据本领域常识选择挤出机的型号、熔融挤出温度及相关工艺参数。所述挤出机的熔融挤出温度较佳地为：一区温度180-230℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度230-250℃，六区温度240-250℃，七区温度230-250℃，八区温度220-240℃，九区温度200-220℃。
本发明中，所述安全阀安装孔按照本领域常规方式设置在所述锂离子电池塑料壳体的上端面，一般地可采用下述任一方式，方式一：所述本体的开口设置在本体上端，所述盖板设置在本体上端的开口处，所述安全阀安装孔设置在所述盖板上；方式二：所述本体的开口设置在本体下端，所述盖板设置在本体下端的开口处，所述安全阀安装孔设置在所述壳体的上端面。其中，所述锂离子电池塑料壳体上的安全阀安装孔可按照本领域常识与安全阀相连；所述的安全阀为本领域常规使用的安全阀，一般为排气阀或防爆阀。
本发明中，所述盖板的设置方式可采用本领域常规方式，较佳地为热熔焊接。
本发明还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括一所述锂离子电池塑料壳体，一设置在所述锂离子电池塑料壳体上端面的安全阀以及密封在所述锂离子电池塑料壳体内部的电池芯包和电解液，所述电池芯包与极柱连接，所述极柱贯穿所述塑料壳体的上端面并且与所述塑料壳体连接。其中，所述电池芯包为按照本领域常规制作方法制作，一般包括正极片、负极片和隔膜，所述正极材料一般为磷酸铁锂，负极材料一般为石墨；所述电解液为本领域常规使用的电解液，一般为有机溶剂和六氟磷酸锂。
本发明还提供了上述锂离子电池的制造方法，所述的制造方法包括下述步骤：
(1)将所述改性聚丙烯材料从注塑机的料斗加入料筒中，加热熔融，形成熔体，然后将熔体分别注射到本体和盖板模具型腔，保压，冷却，脱模，分别得到本体和盖板；
(2)将所述电池芯包置于所述本体内部，然后将所述盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池。
步骤(1)中，所述的注塑机为本领域常规使用的注塑机。
步骤(1)中，所述料筒的温度可根据本领域常识进行选择，较佳地为：料筒后段温度为180-210℃，料筒中段温度为200-230℃，料筒前段温度为220-240℃。
步骤(1)中，所述熔体的温度较佳地为200-230℃。
步骤(1)中，所述注射的速率、压力和时间，所述模具的温度，所述保压的压力和时间，所述冷却的方式和时间，本领域技术人员可根据所制造的锂离子电池的尺寸规格按照本领域常识选择相关工艺参数。
步骤(2)中，所述热熔焊接可按照本领域常规操作进行，较佳地按照如下工艺参数进行：热熔温度300-320℃，热熔压力0.35-0.50MPa，热熔时间10s，焊接压力0.45-0.50MPa，焊接时间10-12s。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
①本发明锂离子电池塑料壳体明显提高了锂离子电池多次循环充放电后极片膨胀与壳体内部气体增加等因素影响下的变形强度，极大地提高了其耐压强度与抗变形力，并且降低了相同耐压强度壳体的生产成本。
②本发明锂离子电池塑料壳体还有效改善了电池失重现象，同时提高了壳体的耐老化性能，延长了电池使用寿命。
③本发明锂离子电池塑料壳体的壳体采用特定的改性聚丙烯材料注塑而成，电池壳体外表光滑、色泽均匀、无明显浮纤，极大地改善了壳体表面浮纤等不良外观现象。
④本发明锂离子电池塑料壳体的壳体采用特定的改性聚丙烯材料注塑而成，使得壳体易于焊接、无粘料。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
以下实施例中，所用原料均市售可得。
实施例1
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用改性聚丙烯材料注塑而成。
该改性聚丙烯材料的原料组分如表1所示，其中，聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯按质量比1:1:1组成的混合物，其熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)；玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝马来酸，其接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min(230℃，2.16kg)；抗氧剂为汽巴IRGAFOS38。该改性聚丙烯材料的制备方法如下：将上述各原料组分混合均匀，然后在挤出机中熔融，挤出，造粒，即得；其中挤出机的熔融挤出温度如下：一区温度180-230℃，二区温度220-240℃，三区温度220-240℃，四区温度220-240℃，五区温度230-250℃，六区温度240-250℃，七区温度230-250℃，八区温度220-240℃，九区温度200-220℃。
一种锂离子电池，其制造方法按照如下步骤进行：
(1)将上述改性聚丙烯材料从注塑机的料斗加入料筒中，加热熔融，形成熔体，然后将熔体注射到本体模具型腔，保压，冷却，脱模，得到本体；其中，熔体温度为220-225℃、注射速率为55mm/s、注射压力为65MPa，注射时间为5s，保压压力为55MPa，保压时间为5s，冷却方式为水冷，冷却时间为60s；
(2)将上述改性聚丙烯材料从注塑机的料斗加入料筒中，加热熔融，形成熔体，然后将熔体注射到盖板模具型腔，保压，冷却，脱模，得到盖板；其中，熔体温度为215-220℃、注射速率为55mm/s、注射压力为85MPa，注射时间为3s，保压压力为75MPa，保压时间为8s，冷却方式为水冷，冷却时间为25s；
(3)将电池芯包置于本体内部，然后将盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池；其中，焊接的工艺参数如下：热熔温度为315-320℃，热熔压力为0.45-0.50MPa，热熔时间为10s，焊接压力为0.45-0.50MPa，焊接时间为10s；电池芯包包括正极片、负极片和隔膜，正极材料为磷酸铁锂，负极材料为石墨，电解液为有机溶剂和六氟磷酸锂。
实施例2
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体下端开口，盖板设置在本体下端的开口处，本体的上端面设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用改性聚丙烯材料注塑而成。
该改性聚丙烯材料的原料组分如表1所示，其中，聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯按质量比1:1:1组成的混合物，其熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)；玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝马来酸，其接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min(230℃，2.16kg)；抗氧剂为汽巴IRGAFOS38；润滑剂为酰胺润滑脂；防粘剂为K-720防粘剂。该改性聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法按照如下步骤进行：
(1)将上述改性聚丙烯材料从注塑机的料斗加入料筒中，加热熔融，形成熔体，然后将熔体注射到本体模具型腔，保压，冷却，脱模，得到本体；其中，熔体温度为225-230℃、注射速率为60mm/s、注射压力为80MPa，注射时间为5s，保压压力为90MPa，保压时间为5s，冷却方式为水冷，冷却时间为60s；
(2)将上述改性聚丙烯材料从注塑机的料斗加入料筒中，加热熔融，形成熔体，然后将熔体注射到盖板模具型腔，保压，冷却，脱模，得到盖板；其中，熔体温度为200-210℃、注射速率为55mm/s、注射压力为50MPa，注射时间为3s，保压压力为50MPa，保压时间为5s，冷却方式为水冷，冷却时间为25s；
(3)将电池芯包置于本体内部，然后将盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池；其中，焊接的工艺参数如下：热熔温度为300-305℃，热熔压力为0.35-0.40MPa，热熔时间为10s，焊接压力为0.45-0.50MPa，焊接时间为12s；电池芯包和电解液同实施例1。
实施例3
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用改性聚丙烯材料注塑而成。
该改性聚丙烯材料的原料组分如表1所示，其中，聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯按质量比1:1:1组成的混合物，其熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)；玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝马来酸，其接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min(230℃，2.16kg)；抗氧剂为抗氧剂1010；润滑剂为酰胺润滑脂；防粘剂为K-710防粘剂。该改性聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法同实施例1。
实施例4
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用改性聚丙烯材料注塑而成。
该改性聚丙烯材料的原料组分如表2所示，其中，聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯按质量比1:1:1组成的混合物，其熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)；玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min(230℃，2.16kg)；抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂汽巴IRGAFOS168；润滑剂为酰胺润滑脂；溴系阻燃剂为十溴联苯醚；阻燃协效剂为三氧化二锑。该改性聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法同实施例1。
实施例4中的锂离子电池与实施例1中的锂离子电池仅塑料壳体的原料组分有所不同，其他均相同。
实施例5
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用改性聚丙烯材料注塑而成。
该改性聚丙烯材料的原料组分如表2所示，其中，聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯按质量比1:1:1组成的混合物，其熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)；玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝马来酸，其接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min(230℃，2.16kg)；抗氧剂为汽巴IRGAFOS38；润滑剂为酰胺润滑脂；防粘剂为K-720防粘剂；溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷；阻燃协效剂为三氧化二硼酸锌。该改性聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法同实施例1。
实施例5中的锂离子电池与实施例1中的锂离子电池仅塑料壳体的原料组分有所不同，其他均相同。
实施例6
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用改性聚丙烯材料注塑而成。
该改性聚丙烯材料的原料组分如表2所示，其中，聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯按质量比1:1:1组成的混合物，其熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)；玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝马来酸，其接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min(230℃，2.16kg)；抗氧剂为抗氧剂1010；润滑剂为酰胺润滑脂；防粘剂为K-710高分子防粘剂；溴系阻燃剂为溴化苯乙烯；阻燃协效剂为五氧化二锑。该改性聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法同实施例1。
实施例6中的锂离子电池与实施例1中的锂离子电池仅塑料壳体的原料组分有所不同，其他均相同。
对比例1
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用聚丙烯材料注塑而成。该聚丙烯材料的原料组分如表1所示，其中，聚丙烯为髙结晶聚丙烯；抗氧剂为抗氧剂1010。该聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法按照如下步骤进行：
(1)同实施例1步骤(1)；
(2)同实施例1步骤(2)；
(3)将电池芯包置于本体内部，然后将盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池；其中，焊接的工艺参数如下：热熔温度为325-330℃，热熔压力为0.45-0.50MPa，热熔时间为12s，焊接压力为0.45-0.50MPa，焊接时间为10s；电池芯包同实施例1。
对比例1中的锂离子电池与实施例1中的锂离子电池仅塑料壳体的原料组分有所不同，其他均相同。
对比例2
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体下端开口，盖板设置在本体下端的开口处，本体的上端面设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用聚丙烯材料注塑而成。该聚丙烯材料的原料组分如表1所示，其中，聚丙烯为髙结晶聚丙烯；玻璃纤维为AR玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯；抗氧剂为抗氧剂1010。该聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法按照如下步骤进行：
(1)同实施例2步骤(1)；
(2)同实施例2步骤(2)；
(3)将电池芯包置于本体内部，然后将盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池；其中，焊接的工艺参数如下：热熔温度为285-290℃，热熔压力为0.35-0.40MPa，热熔时间为8s，焊接压力为0.45-0.50MPa，焊接时间为12s；电池芯包同实施例1。
对比例2中的锂离子电池与实施例2中的锂离子电池仅塑料壳体的原料组分有所不同，其他均相同。
对比例3
一种锂离子电池塑料壳体，包括一本体和一盖板，其中本体上端开口，盖板设置在本体上端的开口处，盖板上设有安全阀安装孔；本体和盖板均采用聚丙烯材料注塑而成。该聚丙烯材料的原料组分如表2所示，其中，聚丙烯为均聚聚丙烯；玻璃纤维为AR玻璃纤维；相容剂为聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯；阻燃剂为溴化苯乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010。该聚丙烯材料的制备方法同实施例1。
一种锂离子电池，其制造方法按照如下步骤进行：
(1)同实施例1步骤(1)；
(2)同实施例1步骤(2)；
(3)将电池芯包置于本体内部，然后将盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池；其中，焊接的工艺参数如下：热熔温度为320-330℃，热熔压力为0.40-0.45MPa，热熔时间为10s，焊接压力为0.45-0.50MPa，焊接时间为10s。
对比例3中的锂离子电池与实施例1中的锂离子电池仅塑料壳体的原料组分有所不同，其他均相同。
表1实施例1-3与对比例1-2的改性聚丙烯材料的原料组分
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
聚丙烯 76.9％ 72％ 65％ 96.9％ 64.9％
硫酸钡 3％ 3％ 3.5％ - -
滑石粉 - 1％ 4％ 3％ -
玻璃纤维 15％ 18％ 20％ - 30％
相容剂 5％ 5％ 5％ - 5％
抗氧剂 0.1％ 0.5％ 1％ 0.1％ 0.1％
润滑剂 - 0.3％ 1％ - -
防粘剂 - 0.2％ 0.5％ - -
表2实施例4-6与对比例3的改性聚丙烯材料的原料组分
原料名称 实施例4 实施例5 实施例6 对比例3
聚丙烯 56.9％ 52％ 35％ 64.9％
硫酸钡 3％ 3％ 3.5％ -
滑石粉 - 1％ 4％ -
玻璃纤维 15％ 18％ 20％ 15％
相容剂 5％ 5％ 5％ 5％
抗氧剂 0.1％ 0.5％ 1％ 0.1％
润滑剂 - 0.3％ 1％ -
防粘剂 - 0.2％ 0.5％ -
溴系阻燃剂 15.5％ 15％ 22.5％ 15％
阻燃协效剂 4.5％ 5％ 7.5％ -
效果实施例1
测试本发明实施例1和对比例1的锂离子电池塑料壳体及由该壳体制作的锂离子电池的性能，测试结果如表3所示。
表3实施例1与对比例1的锂离子电池塑料壳体各项性能的测试结果
效果实施例2
测试本发明实施例2和对比例2的锂离子电池塑料壳体及由该壳体制作的锂离子电池的性能，测试结果如表4所示。
表4实施例2与对比例2的锂离子电池塑料壳体各项性能的测试结果
由表3、4可知，本发明实施例1和2的锂离子电池塑料壳体的壳体和盖板采用本发明特定的聚丙烯复合材料注塑而成，当电池在多次充放电循环过程中产生大量气体、壳内压强增加的情况下，可以承受更大的内部压力，具有更高的***压力，有效地减少了壳体鼓胀与变形现象，极大地提高了电池壳体的耐压强度，同时耐老化性也得到了较大改善，且壳体外观良好，无明显浮纤。实施例3的上述效果同实施例1和2相当。
效果实施例3
测试本发明实施例4和对比例3的锂离子电池塑料壳体及由该壳体制作的锂离子电池性能，测试结果如下表5所示。
表5实施例4与对比例3的锂离子电池塑料壳体各项性能的测试结果
由表5可知，本发明实施例4的锂离子电池塑料壳体的壳体和盖板采用本发明特定的聚丙烯复合材料注塑而成，当电池在多次充放电循环过程中产生大量气体、壳内压强增加的情况下，可以承受更大的内部压力，具有更高的***压力，有效地减少了壳体鼓胀与变形现象，极大地提高了电池壳体的耐压强度，同时耐老化性也得到了较大改善，且壳体外观良好，无明显浮纤,阻燃等级达到了UL94V-0级。实施例5、6的上述效果同实施例4相当。

Claims (10)

1.一种锂离子电池塑料壳体，所述锂离子电池塑料壳体包括一本体和一盖板，其特征在于，所述本体和所述盖板由改性聚丙烯材料注塑而成，所述改性聚丙烯材料包括下述原料组分：聚丙烯35-76.9％，矿物填充物3-7.5％，玻璃纤维15-20％，接枝聚丙烯5％和加工助剂0.1-2.5％，各原料组分的用量总和为100％；所述百分比为各组分的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。
2.如权利要求1所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述聚丙烯为高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的共混物；
和/或，所述聚丙烯的熔体流动速率为0.5-5g/10min；
和/或，所述矿物填充物为硫酸钡和/或滑石粉；
和/或，所述玻璃纤维为长度0.2-10mm，直径8-20μm的短切玻璃纤维；
和/或，所述接枝聚丙烯为聚丙烯接枝改性不饱和酸或不饱和酸酐得到的接枝低聚物；
和/或，所述加工助剂为抗氧剂、偶联剂、成核剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述高结晶聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:1:1；
和/或，所述聚丙烯的熔体流动速率为1-3g/10min；
和/或，所述接枝聚丙烯为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝衣康酸、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯；
和/或，所述接枝聚丙烯的接枝率为0.3-1.2％，熔体流动速率为50-120g/10min；
和/或，所述加工助剂为抗氧剂、防粘剂和润滑剂中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃剂，所述阻燃剂为溴系阻燃剂。
5.如权利要求4所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚和溴化苯乙烯中的一种或多种；
和/或，所述阻燃剂的用量为15-35％，所述百分比为阻燃剂的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比；
和/或，所述改性聚丙烯材料的原料组分还包括阻燃协效剂。
6.如权利要求5所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述阻燃剂的用量为15-22.5％；
和/或，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、五氧化二锑和硼酸锌中的一种或多种；
和/或，所述阻燃协效剂的用量为1-10％，所述百分比为阻燃协效剂的质量占所述改性聚丙烯材料的各原料组分总质量的百分比。
7.如权利要求6所述的锂离子电池塑料壳体，其特征在于，所述阻燃剂协效剂的用量为4.5-7.5％；
和/或，所述阻燃剂与所述阻燃协效剂的质量比为3:1。
8.一种锂离子电池，其包括一电池塑料壳体、一设置在电池塑料壳体上端面的安全阀以及密封在电池塑料壳体内部的电池芯包和电解液，其特征在于，所述电池塑料壳体为权利要求1-7任一项所述的锂离子电池塑料壳体。
9.一种如权利要求8所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述的制造方法包括下述步骤：
(1)将权利要求1-7任一项中所述的改性聚丙烯材料从注塑机的料斗加入料筒中，加热熔融，形成熔体，然后将熔体分别注射到本体和盖板模具型腔，保压，冷却，脱模，分别得到本体和盖板；
(2)将电池芯包置于所述本体内部，然后将所述盖板置于所述本体的开口处，热熔焊接封口，之后往封口后的所述锂离子电池塑料壳体内注入电解液，再在塑料壳体上端面的安全阀孔内安装安全阀，经化成分容后即得锂离子电池。
10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，所述料筒的温度为：料筒后段温度180-210℃，料筒中段温度200-230℃，料筒前段温度220-240℃；
和/或，步骤(1)中，所述熔体的温度为200-230℃；
和/或，步骤(2)中，所述热熔焊接按照如下工艺参数进行：热熔温度300-320℃，热熔压力0.35-0.50MPa，热熔时间10s，焊接压力0.45-0.50MPa，焊接时间10-12s。
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