电池箱的制作方法

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池箱。

背景技术：

目前，在许多电池箱内部采用胶粘的方式将电池底部直接固定在下箱体上。由于下箱体与电池的壳体通常采用金属(如铝)制成，为了对电池的壳体进行绝缘处理，一般在壳体四周包裹绝缘膜。但是，由于绝缘膜通常采用pet、pc等高分子材料制成且这些高分子材料的表面能比较低，当采用结构胶粘接下箱体与电池壳体外部的绝缘膜时，其粘接效果不好。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池箱，其在保证电池箱的绝缘性能的同时，提高了电池箱的粘接强度，进而有效地保证了电池箱的安全性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池箱，其包括箱体、多个电池、绝缘膜以及结构胶。多个电池沿纵向排列并收容于箱体，各电池具有壳体。绝缘膜包覆并固定在各电池的壳体外部，且绝缘膜设置有开口以使壳体的对应部分露出于绝缘膜。结构胶设置于电池与箱体之间，用于将各电池固定于箱体。其中，电池的壳体通过结构胶粘接于箱体的粘接强度为σ1、绝缘膜通过结构胶粘接于箱体的粘接强度为σ2、开口的面积为a1、位于开口对应一侧的壳体表面的总面积为a，则σ1、σ2、a1以及a之间满足如下关系：

在一实施例中，

在一实施例中，a1与a之间满足：a1/a＞50％。

在一实施例中，a1/a≤70％。

在一实施例中，绝缘膜由聚丙烯、聚碳酸酯或涤纶树脂制成，绝缘膜通过结构胶粘接于箱体的粘接强度σ2≤1.8mpa。

在一实施例中，电池的壳体由铝制成，电池的壳体通过结构胶粘接于箱体的粘接强度σ1≥9mpa。

在一实施例中，结构胶的材质为单组分聚氨酯或双组分聚氨酯。

在一实施例中，结构胶的材质为单组分环氧树脂或双组分环氧树脂。

在一实施例中，各电池的壳体具有底面，开口沿上下方向位于壳体底面下方并使壳体的部分底面露出于绝缘膜。

在一实施例中，各电池的壳体具有侧面，开口沿横向位于壳体侧面外侧并使壳体的部分侧面露出于绝缘膜。

本发明的有益效果如下：

电池的壳体外部包覆的绝缘膜，保证了电池箱的绝缘性能，且由于绝缘膜设置有开口，结构胶的一部分在开口处将电池的壳体粘接于箱体、一部分在开口外侧将绝缘膜粘接于箱体，由此提高了电池与箱体之间的粘接强度，进而提高了电池箱的整体强度。并且，由于电池箱的σ1、σ2、a1以及a满足上述关系，因而在国标gb/t31467.3机械冲击测试中，本申请的电池箱能够抵抗机械冲击且并未粘接失效(即本申请的电池箱能够顺利通过机械冲击测试)，由此保证了电池箱的安全性能。

附图说明

图1是本发明的电池箱的结构示意图。

图2是图1中的绝缘膜的开口与电池的位置示意图。

图3是图2的变形例。

其中，附图标记说明如下：

1箱体4结构胶

2电池x横向

21壳体y纵向

3绝缘膜z上下方向

31开口

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“多个”是指两个或两个以上；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面结合附图对本申请做进一步的详细描述。

参照图1，根据本申请的电池箱包括箱体1、多个电池2、绝缘膜3以及结构胶4。

多个电池2沿纵向y排列并收容于箱体1中。各电池2具有壳体21，且壳体21在横向x上具有两个侧面，在纵向y上具有两个大面以及在上下方向z具有一个底面。壳体21可采用金属材料制成。

绝缘膜3的面向电池2的一侧设置有粘接胶，以使绝缘膜3包覆并粘接在电池2的壳体21外部。绝缘膜3设置有开口31，以使壳体2的对应部分露出于绝缘膜3。具体地，开口31可沿上下方向z贯通设置在绝缘膜3包覆电池2的壳体21底面的部分上(即开口31位于壳体21底面下方)，以使壳体21的部分底面露出于绝缘膜3(如图2所示)。可选择地，开口31也可沿横向x贯通设置在绝缘膜3包覆电池2的壳体21侧面的部分上(即开口31位于壳体21侧面外侧)，以使壳体21的部分侧面露出于绝缘膜3(如图3所示)。

结构胶4设置于电池2与箱体1之间，用于将各电池2固定于箱体1。当所述多个电池2置于箱体1后，结构胶4一部分位于绝缘膜3与箱体1之间、一部分位于电池2的壳体21与箱体1之间(即结构胶4填充入开口31中)。当然，相邻两个电池2之间也可能会被挤入部分结构胶4。

在电池箱组装后，电池2的壳体21通过结构胶4粘接于箱体1，绝缘膜3也通过结构胶4粘接于箱体1，由此使得各电池2固定于箱体1中。

在本申请的电池箱中，电池2的壳体21通过结构胶4粘接于箱体1的粘接强度为σ1(单位为mpa)、绝缘膜3通过结构胶4粘接于箱体1的粘接强度为σ2(单位为mpa)、绝缘膜3上的开口31的面积为a1(单位为mm²)、位于开口31对应一侧的壳体2表面的总面积为a(单位为mm²)，且σ1、σ2、a1以及a之间满足如下关系：

电池2的壳体21外部包覆的绝缘膜3，保证了电池箱的绝缘性能，且由于绝缘膜3设置有开口31，结构胶4的一部分在开口31处将电池2的壳体21粘接于箱体1、一部分在开口31外侧将绝缘膜3粘接于箱体1，由此提高了电池2与箱体1之间的粘接强度，进而提高了电池箱的整体强度。并且，由于电池箱的σ1、σ2、a1以及a满足上述关系，因而在国标gb/t31467.3机械冲击测试中，本申请的电池箱能够抵抗机械冲击且并未粘接失效(即本申请的电池箱能够顺利通过机械冲击测试)，由此保证了电池箱的安全性能。

对于关系式(1)，令即t≥7.2mpa。需要说明的是，t的值越大，则电池箱的粘接强度越大，为了满足更高的粘接强度需求，可通过关系式(1)合理地设置σ1、σ2、a1以及a的大小，以增大t的值，进而达到进一步提高电池箱安全性能的目的，同时还能极大地降低设计成本、提高生产效率。具体地，t≥7.7mpa，即

由于电池2的壳体21通过结构胶4粘接于箱体1的粘接强度σ1与结构胶4的量有关，而结构胶4的量与绝缘膜3上的开口31的面积a1有关，因而为了保证电池箱的粘接强度需求，a1与a之间需满足：a1/a＞50％。

同时，由于电池2自身的结构(即电池2底部的四个角位存在倒圆角)，当绝缘膜3上的开口31的面积a1过大时，则会增大相邻两个电池2底部的倒圆角之间的绝缘失效风险。因此，为了降低电池2的绝缘失效风险，优选地，a1与a之间需满足：a1/a≤70％。

在本申请的电池箱中，绝缘膜3可采用聚丙烯(polypropylene，简称为pp)、聚碳酸酯(polycarbonate，简称为pc)或涤纶树脂(polyethyleneterephthalate，简称为pet)等高分子材料制成。此时，绝缘膜3受自身材料的限制，其通过结构胶4粘接于箱体1的粘接强度σ2≤1.8mpa。

在一实施例中，电池2的壳体21可由铝制成，此时电池2的壳体21通过结构胶4粘接于箱体1的粘接强度σ1≥9mpa。当然，电池2的壳体21也可由钢制成，此时电池2的壳体21通过结构胶4粘接于箱体1的粘接强度σ1更大(相对于电池2的壳体21由铝制成的情况)，进而在同样大小的σ2、a1以及a的情形下，t的值更大，进而使得电池箱的粘接强度更高。

为了保证结构胶4与电池2的壳体21以及绝缘膜3之间的粘接强度，在一实施例中，结构胶4的材质可为单组分聚氨酯或双组分聚氨酯。

对于由单组分聚氨酯制成的结构胶4，其可通过湿气固化或加热固化等方式实现粘接强度。对于双组分聚氨酯制成的结构胶4，其可通过化学键和分子间作用力实现粘接强度，且双组分聚氨酯的粘接原理具体说明如下。

双组份聚氨酯包括含有-nco基团的组分(如分异氰酸酯或多异氰酸酯)以及含有-oh基团的多元醇组分，二者配合催化剂组成双组份聚氨酯。其中，双组分聚氨酯实现固化的方式如下：

ocn—r—nco+ho—r′—oh→ocn—r—nh—coor′—oh

双组分聚氨酯的分子间作用力是指：固化后的-nh-基团、-oh基团与基材(包括电池2的壳体21以及绝缘膜3)之间形成氢键以及分子间的范德华力。化学键是指：未固化到交联网络中的ocn—r—nco与基材表面的微量水以及金属氧化物形成的共价键。并且，在实现结构胶4的粘接强度上，双组分聚氨酯的分子间作用力占主要作用、化学键占辅助作用。

此外，需要说明的是，在双组分聚氨酯配比时，需注意以下两点：(1)由于-nco会在和水反应生产脲基时消耗掉一部分，因而-nco的含量需高于-oh；(2)虽然-nco的含量越高，形成金属间共价物越多，则结合强度越好，但是当-nco的含量过高时，则可能导致胶体过于硬化而变脆，甚至出现不固化的状态。因而，在双组分聚氨酯配比时，-nco与-oh之间的摩尔比需保持在一定的比例内。

为了保证结构胶4与电池2的壳体21以及绝缘膜3之间的粘接强度，在另一实施例中，结构胶4的材质可为单组分环氧树脂或双组分环氧树脂。

对于由单组分环氧树脂制成的结构胶4，其可通过湿气固化或加热固化等方式实现粘接强度。对于双组分环氧树脂制成的结构胶4，其可通过化学键和分子间作用力实现粘接强度，且双组分环氧树脂的粘接原理具体说明如下。

双组份环氧树脂包括含有环氧基团的组分以及含有-oh基团、-nh2基团的组分，二者配合催化剂组成双组份环氧树脂。其中，双组分环氧树脂实现固化的方式如下：

双组分环氧树脂的分子间作用力是指：环氧基团、-oh基团、-nh2基团、-o-醚基团与基材之间形成氢键以及分子间的范德华力。化学键是指：含有-nh2基团的组分与基材表面的微量水以及金属氧化物形成的共价键、含有环氧基团的组分在开环过程中与基材表面的金属氧化物以及微量水形成的共价键。

需要说明的是，由于环氧树脂的分子在交联的过程中可以是加成反应，不会生成水且不会有挥发的产物，其整体固化收缩率低，本体强度高，可以实现大的粘接强度。

为了验证本申请的电池箱的安全性能满足要求，按照国标gb/t31467.3第7.2机械冲击测试的要求，对电池箱进行了机械冲击测试(即对电池箱施加25g，15ms的半正弦冲击波形，在z轴方向冲击3次，观察2h)，并获得了相应的测试结果。

在机械冲击测试中，采用三种结构胶4(编号为1、2、3)分别与五种绝缘膜3的开口31大小组成15组测试组，并对每组测试组进行了机械冲击测试，且不同测试组对应的σ1、σ2的值如下表s-1：

上表中的15组测试组获得的测试结果如下表s-2：

对于由1号结构胶组成的5组测试组(即1-1、1-2、1-3、1-4、1-5)，根据表s-1可知，σ1的均值为11.87mpa，σ2的均值为1.52mpa；根据表s-2可知，当a1/a在50％时，电池箱在冲击作用下出现失效，则未通过机械冲击测试；而当a1/a达到60％及以上时，电池箱在冲击作用下未出现失效，即均能够通过冲击测试。

对于由2号结构胶组成的5组测试组(即2-1、2-2、2-3、2-4、2-5)，根据表s-1可知，σ1的均值为9.59mp，σ2的均值为1.52mpa。根据表s-2可知，当a1/a不大于70％时，电池箱在冲击作用下均出现失效，则未通过机械冲击测试；而当a1/a达到80％及以上时，电池箱在冲击作用下未出现失效，即均能够通过冲击测试。

对于由3号结构胶组成的5组测试组(即3-1、3-2、3-3、3-4、3-5)，根据表s-1可知，σ1的均值为7mpa，σ2的均值为1.52mpa。根据表s-2可知，当a1/a在50％及以上时，电池箱在冲击作用下均出现失效，则未通过机械冲击测试。