一种耐电击穿且耐高温的动力电池外壳涂料及其涂装工艺的制作方法

本发明涉及动力电池外壳涂料，具体为一种耐电击穿且耐高温的动力电池外壳涂料及其涂装工艺。

背景技术：

1、目前，新能源汽车多采用锂离子电池来提供核心动力，充电过程中，锂离子脱出，经电解质传递至负极，嵌入负极碳材料；同时从阴极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。放电的过程中，锂离子自负极脱出，经电解液到达阴极，同时负极释放电子，自外电路到达阴极，为外界提供能量。

2、比亚迪近两年推出的刀片电池，是一种磷酸铁锂电池，其电芯像刀片一样插入到电池组中，其电池组的外面设置有外壳，其外壳材质通常为铝壳或钢壳，由于锂离子电池在充放电过程中有放热、放电的现象，且在汽车起步以及加速阶段，所需电压及电流均较大，所以通常需要在铝壳或钢壳的外部涂覆涂料，该涂料除了要求能够耐腐蚀、耐化学药品、机械性能好之外，还要求具有一定的耐点击穿度和耐热性，而目前使用的电池外壳涂料的耐热性较差，耐电击穿也较低。另外目前常采用涂布的方式将涂料涂装至电池的外壳上，常见的涂布方式较多，如滚轮涂布、气刀涂布等，实际操作时需要根据涂布的厚度、外壳的具体情况等选择合适的涂布方法，且在涂布的过程中效率较低，会出现涂料涂布不均匀的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐电击穿且耐高温的动力电池外壳涂料及其涂装工艺，该电池外壳涂料拥有良好的耐热性以及耐电击穿度，采用电泳的方法加工到电池外壳上，有效提高涂料涂装的效率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种耐电击穿且耐高温的动力电池外壳涂料，包括以下重量配比的组分：树脂100份，固化剂10~50份，聚酰胺5~20份；

4、所述树脂包括以下重量配比的组分：甲基丙烯酸甲酯20~50份，丙烯酸丁酯20~50份，苯乙烯10~30份，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯4~12份，甲基丙烯酸羟乙酯4~12份，树脂溶剂20~40份，引发剂0.5~5份，中和剂3~12份。

5、进一步地，所述固化剂包括以下重量配比的组分：甲苯二异氰酸酯10~40份，二乙醇胺5~15份，丙二醇甲醚醋酸酯20~60份，固化溶剂10~30份。

6、进一步地，所述固化溶剂为甲乙酮肟。

7、进一步地，所述树脂溶剂包括重量配比10~20份丙二醇丁醚和10~20份异丙醇；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述中和剂为乳酸。

8、进一步地，该涂料的制备方法包括如下步骤：

9、步骤1：合成树脂

10、a11：将20~40份树脂溶剂、0.2~1.5份引发剂加入反应釜中，搅拌的同时用蒸汽升温至95℃；

11、a12：保持温度95~100℃，逐滴向反应釜中滴加20~50份甲基丙烯酸甲酯、20~50份丙烯酸丁酯、10~30份苯乙烯、4~12份甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、4~12份甲基丙烯酸羟乙酯、0.2~1.5份引发剂，滴加完成后温度控制在95℃并保温1h；

12、a13：继续向反应釜中加入0.1~2份引发剂和20~40份树脂溶剂，然后将反应釜的温度升至100℃并保温1~2h；

13、a14：用冷凝水将反应釜降温至60℃，加入3~12份中和剂，并搅拌30min，出料即得树脂；

14、步骤2：合成固化剂

15、a21：取10~40份甲苯二异氰酸酯、5~15份二乙醇胺加入反应釜中，加热升温至80℃，反应1-2h；

16、a22：向反应釜中加入5~15份固化溶剂，并降温至50℃；

17、a23：继续向反应釜中缓慢滴加5~15份固化溶剂，滴加完毕后保温2h，再加入20~60份丙二醇甲醚醋酸酯搅拌均匀，降温出料即得固化剂；

18、步骤3：制备涂料成品

19、将100份树脂、10~50份固化剂和5~20份聚酰胺加入到搅拌桶中，启动搅拌机，搅拌均匀后即得涂料。

20、进一步地，所述步骤s12中滴加时间控制在3h；所述步骤s23中滴加时间控制在3h。

21、进一步地，所述步骤3中，搅拌机转速为900r/min，搅拌时间为3h。

22、本发明还提供一种耐电击穿且耐高温的动力电池外壳涂料涂装工艺，将上述动力电池外壳涂料采用电泳工艺加工至动力电池外壳上。

23、进一步地，所述电泳工艺如下：

24、s1：将待涂装处理的电池外壳依次进行上挂、脱脂工序和第一水洗工序处理；

25、s2：在常温条件下将第一水洗后的电池外壳全浸泡于表调剂中60~90s；

26、s3：第二水洗工序：在常温条件下将表调处理后的电池外壳浸泡于自来水中15s，该步骤重复两次；

27、s4：在常温条件下将第二水洗后的电池外壳浸泡中和剂中60~90s；

28、s5：第三水洗工序：在常温条件下将中和处理后的电池外壳浸泡于自来水中15s，该步骤重复两次，完成第三水洗工序；

29、s6：第四水洗工序：在常温条件下将第三水洗工序处理后的电池外壳浸泡于自来水中15s；再在常温条件下将电池外壳浸泡于纯水中30s，纯水进行中途需换一次水；

30、s7：超声波水洗：在50~60℃温度条件下，将第四次水洗后的电池外壳超声波水洗30s；

31、s8：电泳工序：将超声波水洗后的电池外壳浸泡于含有动力电池外壳涂料的电泳液中进行电泳，温度保持在26~30℃，电泳时间为120~240s，电压设置为100v~200v；所述电泳液中动力电池外壳涂料的含量为16%~19%；

32、s9：回收工序：通过过滤电泳液中的杂质回收电泳液，使电泳液可以循环使用；

33、s10：第五次水洗工序：常温下将经电泳处理后的电池外壳浸泡于自来水中15s，该步骤重复一次，水洗完成之后，常温下沥水300s；

34、s11：烘干工序：将沥水后的电池外壳置于烤箱中进行烘烤，即得成品；所述烘烤分为预烘和烘烤固化两个过程，所述预烘的温度为80~100℃，且时间持续600s；所述烘烤固化的温度为170~190℃，且持续的时间为1200~1800s。

35、进一步地，所述步骤s1中采用超声波进行脱脂，脱脂温度为50~60℃，脱脂时间控制在600~900s；所述第一水洗工序采用自来水进行浸泡，浸泡时间为30s，中途换一次水。

36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

37、（1）本发明中电泳树脂在常规加工参数下起到厚膜的作用，故能提高耐电击穿的作用，使本发明提供的动力电池外壳涂料具有较好的耐热性以及耐电击穿度，耐电击穿电压达到3000v，温度达到300℃也不会开裂及分粉化，性能完全达到新能源汽车实际使用的要求，可有效增加动力电池的使用寿命。

38、（2）本发明通过电泳的方式，将耐电击穿涂料涂覆到动力电池外壳上，可以有效的将涂料均匀的涂装至电池外壳的内外两侧，避免了涂料涂装不均匀的情况，有效发挥耐电击穿涂料的优良性能，使涂料发挥较好的耐热性以及耐电击穿度。

39、（3）本发明提供的动力电池外壳涂料中添加了聚酰胺，可以进一步增强涂料的耐热性。