一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材的制作方法

专利2026-06-26  4


本发明涉及绝缘材料中的云母纸制品,具体涉及一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材。


背景技术:

1、随着新能源技术的飞速发展,特别是风电、太阳能及储能系统等关键领域对高性能绝缘材料的迫切需求,云母板作为一种纸基绝缘材料,凭借其出色的绝缘性能、卓越的耐热性、强耐腐蚀性和高度稳定性,在新能源领域内被广泛应用于电池隔膜、隔板等核心组件的制造中。为满足这些组件在运行时所需承受的内部高温、高压及复杂的电化学环境,同时亦需抵御外部的高温、高湿及紫外线辐射等极端条件。云母板的应用不仅能够有效预防电流泄漏与短路现象的发生,确保相关组件运行过程中的安全性与性能稳定,而且其卓越的导热性能还有助于提升新能源结构组件的散热效能,从而进一步延长相关结构的整体使用寿命。

2、而尽管传统云母板已展现出较为优越的使用性能,新能源领域展现出了其独特的优势与潜力,并能在一定程度上满足了市场的部分需求;但作为新能源车动力电池领域的绝缘防护时,除了考虑其绝缘性能和耐高压特性外,还需要考虑其机械强度、耐热性、耐腐蚀性、加工性能以及成本等因素,其不仅需要考虑在高压、高电压环境下,绝缘板不仅需要具备优异的电绝缘性能,也需要能够承受因突发情况(如冲击破坏后的短路等)产生的冲击电压。

3、现有技术中的云母板主要由湿法抄纸制备的云母纸过胶后叠层压制生产,获得的云母板成品显现出云母本质的硬脆特性,对于部分机械性能要求比较高的应用,存在一定问题。鉴于动力电池多铺设于新能源车的车体底部位置,其运行环境恶劣,需承受复杂的外部受力条件和机械应力,因而,新能源动力电池的物理性能对于保障设备安全运行也至关重要。考虑到动力电池作为结构件可能作为支撑、固定或隔离的部件,

4、动力电池需具备承受来自其他部件或外部力量的冲击与挤压的能力。因此,对于动力电池中所采用的绝缘板而言,其抗冲击性能同样占据举足轻重的地位,以避免在受到外力作用后出现破裂或变形的现象,进而影响设备的稳定运行及使用寿命。此外,当绝缘板被应用于缓冲材料的场景时,其缓冲性能的优劣亦成为至关重要的考量因素。卓越的缓冲性能能够在遭遇冲击时有效吸纳并分散能量,从而减轻对电池的潜在损害。以减震垫板或缓冲层为例,绝缘板在其中发挥了至关重要的作用,有效降低了车辆行驶过程中所产生的振动与冲击。

5、综上所述,面对新能源行业对材料性能要求的日益提升,我们需对动力电池中的绝缘板进行优化,特别是在其作为缓冲材料的可能性下,更应充分关注其抗冲击性能与受力后的缓冲性能。


技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题在于提供一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材,以解决上述技术背景中的缺陷。

2、本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:

3、一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材,包括云母板基板,所述云母板基板由多层浸胶云母纸热压复合成型,并在成型的云母板基板表面成型有阵列贯穿孔;所述阵列贯穿孔中以缓冲结构体进行填充;

4、所述缓冲结构体包括与所述阵列贯穿孔轮廓尺寸相匹配的外筒体,所述外筒体的筒高为云母板基板厚度的80~90%,以胶装方式成型于阵列贯穿孔中间位置,外筒体在两侧表面以pvc膜层进行封闭,并在外筒体与pvc膜层之间的筒腔中填充有惰性绝缘介质;

5、所述云母板基板的两侧表面以浸胶尼龙织物网面作为复合界面,并在所述复合界面的表面成型有复合面层;所述复合面层包括以硅橡胶成型的柔性材质内层以及聚酰亚胺或者环氧树脂成型的塑性材质外层,且在柔性材质内层与塑性材质外层之间的界面位置成型有一层纳米增强填料;

6、所述纳米增强填料为纳米二氧化硅、纳米氧化铝中的一种或者组合。

7、作为进一步限定,所述云母板基板在云母纸基绝缘板材中的厚度占比为60%~70%;且所述云母纸基绝缘板材的整体厚度被控制在8~20mm,以确保在保持高强度与优异绝缘性能的同时兼顾了良好的加工性和轻量化需求。

8、作为进一步限定,用于制备所述云母板基板的浸胶云母纸采用的胶料为为环氧树脂胶料,且在所述环氧树脂胶料中还掺加了1~3‰的防老化剂以及5~15‰的抗氧剂;

9、所述防老化剂为丁基羟基茴香醚(bha)与二丁基羟基甲苯(bht)的质量比为1:1的复配混合物;所述抗氧化剂为苯并三唑(bta)与抗坏血酸(aa)的质量比为2:3的复配混合物。

10、作为进一步限定,用于制备所述云母板基板的浸胶云母纸在两侧表面进行表面粗糙化处理,并在经过表面粗糙化处理的两层浸胶云母纸之间成型有以高模量纤维作为原料织造的用于进行层间增强的界面纤维网面。

11、作为进一步限定,所述阵列贯穿孔优选为长圆孔,且所述长圆孔的长度方向沿云母板基板的剪力对抗方向布置,以增加板材在主要受力方向上的抗冲击能力和缓冲效果。

12、作为进一步限定,所述复合面层中柔性材质内层与塑性材质外层的厚度之比为3:2至2:1。

13、作为进一步限定,所述复合面层在成型时,先在柔性材质内层的一侧表面利用激光刻蚀方式处理出微纳米级的粗糙凹凸结构,然后在所述粗糙凹凸结构表面均匀喷涂有纳米增强填料,再叠合塑性材质外层进行热压合,以使得这些纳米增强填料凭借其极小的尺寸和高的比表面积,深入硅橡胶层的内部形成增强界面。

14、作为进一步限定,所述惰性绝缘介质为绝缘气体介质或者绝缘油;

15、所述绝缘气体介质为惰性气体或者六氟化硫,所述绝缘油为矿物绝缘油或者合成酯类绝缘油。

16、作为进一步限定,所述惰性绝缘介质在外筒体与pvc膜层之间的筒腔为增压填充,以使得外筒体两侧表面的pvc膜层贴靠于复合面层的柔性材质内层内表面上。

17、作为进一步限定,所述云母纸基绝缘板材在进行二次加工时需要错开阵列贯穿孔位置或者留出足够余量后在余量位置对阵列贯穿孔区域的结构进行去除。

18、有益效果:本发明的一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材采用精密的多层复合结构构造而成,其基材为经过浸胶处理并经由热压复合工艺制得的云母板基板,云母板基板上引入了阵列式贯穿孔结构,孔内填充有精心设计的缓冲结构体,这一创新举措显著增强了板材的抗冲击能力与缓冲性能,在复杂多变的运行环境中,其物理性能与安全性均得到了显著提升。

19、尤为重要的是,结构缓冲体内融入了惰性绝缘介质,这一措施在强化板材抗冲击特性的同时,也稳固了其绝缘性能的可靠性。结合复合面层的外表面封闭处理,不仅有效提升了板材与动力电池其他组件的结合紧密度,还在确保动力电池具备稳固绝缘屏障的基础上,有力抵御了复杂运行环境中可能遭遇的外部机械应力冲击,为设备的安全稳定运行提供了坚实保障。

20、鉴于上述诸多优势,该绝缘板材尤为适宜作为新能源汽车动力电池的绝缘防护材料,它不仅能够高效抵御振动与冲击,减少因此产生的噪音与磨损,还显著延长了设备的使用寿命,是推动新能源汽车领域技术进步与安全发展的重要创新成果。



技术特征:

1.一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,包括云母板基板,所述云母板基板由多层浸胶云母纸热压复合成型,并在成型的云母板基板表面成型有阵列贯穿孔;所述阵列贯穿孔中以缓冲结构体进行填充;

2.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述云母板基板在云母纸基绝缘板材中的厚度占比为60%~70%;且所述云母纸基绝缘板材的整体厚度被控制在8~20mm,以确保在保持高强度与优异绝缘性能的同时兼顾了良好的加工性和轻量化需求。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,用于制备所述云母板基板的浸胶云母纸采用的胶料为为环氧树脂胶料,且在所述环氧树脂胶料中还掺加了1~3‰的防老化剂以及5~15‰的抗氧剂。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述防老化剂为丁基羟基茴香醚与二丁基羟基甲苯的质量比为1:1的复配混合物;所述抗氧化剂为苯并三唑与抗坏血酸的质量比为2:3的复配混合物。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,用于制备所述云母板基板的浸胶云母纸在两侧表面进行表面粗糙化处理,并在经过表面粗糙化处理的两层浸胶云母纸之间成型有以高模量纤维作为原料织造的用于进行层间增强的界面纤维网面。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述阵列贯穿孔为长圆孔,且所述长圆孔的长度方向沿云母板基板的剪力对抗方向布置。

7.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述复合面层中柔性材质内层与塑性材质外层的厚度之比为3:2至2:1。

8.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述复合面层在成型时,先在柔性材质内层的一侧表面利用激光刻蚀方式处理出微纳米级的粗糙凹凸结构,然后在所述粗糙凹凸结构表面均匀喷涂有纳米增强填料,再叠合塑性材质外层进行热压合,以使得这些纳米增强填料凭借其极小的尺寸和高的比表面积,深入硅橡胶层的内部形成增强界面。

9.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述惰性绝缘介质为绝缘气体介质或者绝缘油;

10.根据权利要求1所述的新能源汽车用云母纸基绝缘板材,其特征在于,所述惰性绝缘介质在外筒体与pvc膜层之间的筒腔为增压填充,以使得外筒体两侧表面的pvc膜层贴靠于复合面层的柔性材质内层内表面上。


技术总结
本发明公开了一种新能源汽车用云母纸基绝缘板材,包括云母板基板,云母板基板由多层浸胶云母纸热压复合,表面成型有阵列贯穿孔,阵列贯穿孔孔内填充缓冲结构体;缓冲结构体具有外筒体,所述外筒体筒高为基板厚度80~90%,以胶装方式成型于阵列贯穿孔中,外筒体上、下两侧以PVC膜层封闭,筒腔内填充惰性绝缘介质;基板两侧以浸胶尼龙织物网面为复合界面,表面成型有复合面层,包括硅橡胶柔性内层和聚酰亚胺或环氧树脂塑性外层,界面间夹纳米增强填料层。本发明的云母纸基绝缘板材在电绝缘性能、抗冲击能力、缓冲性能、耐久性、抗氧化性、加工性等多个方面均表现出色,具有广泛的应用前景和显著的经济效益。

技术研发人员:陈汝奇,李爽
受保护的技术使用者:湖南荣泰新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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