本發明屬于電池殼外層復合材料，具體是電池殼外層復合材料、電池殼外層及其制備方法。
背景技術：
1、在新能源汽車、儲能設備等領域的快速發展進程中，電池作為核心動力組件，其安全性、輕量化及使用壽命等關鍵性能指標備受關注。電池殼作為電池的核心保護與承載結構，為實現多重防護功能，目前普遍采用多層復合結構設計：內層通常為阻燃層，主要承擔阻隔火焰蔓延、抑制熱失控的作用，保障電池核心區域的安全；因此內層多為阻燃改性塑料或阻燃織物。中間層多為強度層，通過選用高強度基材或增強結構，提供支撐承載能力，常選擇鋁合金以及現有先進輕量化合金材料。
2、傳統最外層材料多沿用與中間強度層類似的鋁合金或常規玻纖增強聚丙烯，存在諸多不足：其一，鋁合金材質密度大，與內層、中間層配合后難以進一步實現電池殼的輕量化目標，限制了新能源汽車續航里程的提升；同時其抗老化、抗腐蝕性能有限，長期暴露于外界環境中易氧化、銹蝕，影響電池殼的外觀完整性和結構穩定性。其二，常規玻纖增強聚丙烯等復合材料，雖在輕量化上有一定優勢，但存在明顯的性能缺陷：基體樹脂與增強纖維界面結合強度弱，導致沖擊韌性不足，無法有效緩沖汽車顛簸、碰撞等復雜工況下的外力沖擊；導熱性能不佳，難以快速將內層、中間層傳導的電芯熱量傳遞至外部散熱結構，易造成熱量積聚；這些都會影響電池的長期使用壽命。
技術實現思路
1、本發明為克服上述技術問題，因此提供了電池殼外層復合材料、電池殼外層及其制備方法。本發明的基體樹脂中以共聚聚丙烯為基體，引入硫化馬來酰亞胺衍生物改性的端羥基超支化聚酯與改性硅溶膠構建相容體系，進一步優化填料體系，最終制備得到電池殼外層復合材料。本發明電池殼外層復合材料力學性能和耐候性能優良。
2、本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。
3、本發明公開電池殼外層復合材料，由增強纖維和基體樹脂組成，所述基體樹脂包括以下質量百分數的制備原料：5~18%改性端羥基超支化聚酯、2~6%疏水改性硅溶膠、2~10%潤滑劑、2~8%導熱相、0.5~3%復合抗老化劑和余量共聚聚丙烯；
4、較佳地，所述基體樹脂包括以下質量百分數的制備原料：7~12%改性端羥基超支化聚酯、3~5%疏水改性硅溶膠、3~7%潤滑劑、5~8%導熱相、1~2%復合抗老化劑和余量共聚聚丙烯；
5、所述改性端羥基超支化聚酯是硫化馬來酰亞胺衍生物處理的端羥基超支化聚酯；
6、所述疏水改性硅溶膠為環氧基改性納米硅溶膠、丙烯酸酯改性納米硅溶膠或乙烯基改性納米硅溶膠。
7、根據本發明的一些實施方式，所述電池殼外層復合材料由30~50wt%增強纖維和余量基體樹脂組成。
8、根據本發明的一些實施方式，所述增強纖維為玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的至少一種，較佳為含碳纖維和玻璃纖維中的至少一種。
9、根據本發明的一些實施方式，所述改性端羥基超支化聚酯的制備方法包括以下步驟：惰性氣氛下，端羥基超支化聚酯與硫化馬來酰亞胺衍生物混合，并加入胺類催化劑，在60~80℃攪拌2~5h得到預聚物；真空條件下，將預聚物在70~85℃干燥至恒重，得到所述改性端羥基超支化聚酯。
10、根據本發明的一些實施方式，所述端羥基超支化聚酯為芳香族超支化聚酯。
11、根據本發明的一些實施方式，所述端羥基超支化聚酯的羥值為200~400?mg?koh/g。
12、根據本發明的一些實施方式，所述硫化馬來酰亞胺衍生物為二硫基-雙馬來酰亞胺基乙烷（英文簡稱：dtme，cas號：71865-37-7）或3,3'-二硫代雙(磺酸琥珀酰亞氨基丙酸酯)（英文簡稱：dtssp，cas號：81069-02-5）。
13、根據本發明的一些實施方式，所述端羥基超支化聚酯/所述硫化馬來酰亞胺衍生物的質量比為10/3~8。
14、根據本發明的一些實施方式，所述胺類催化劑為三乙胺、二甲基芐胺或吡啶。
15、根據本發明的一些實施方式，所述胺類催化劑的添加量為端羥基超支化聚酯與硫化馬來酰亞胺衍生物總質量的0.5%~1.5%。
16、根據本發明的一些實施方式，所述共聚聚丙烯的熔融流動指數25~30g/10min。
17、根據本發明的一些實施方式，所述疏水改性二氧化硅中的納米二氧化硅平均粒徑為10~50nm。
18、根據本發明的一些實施方式，所述潤滑劑包括聚四氟乙烯微粉、植物基蠟和二硫化鉬納米片。
19、根據本發明的一些實施方式，所述導熱相為鱗片石墨和球形氧化鋁；較佳地，鱗片石墨：球形氧化鋁的質量比為2~3:1。
20、根據本發明的一些實施方式，復合抗老化劑為受阻酚類抗氧劑和苯并三唑類紫外線吸收劑；
21、受阻酚類抗氧劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1076、抗氧化劑2246、抗氧化劑330或抗氧化劑1098。
22、苯并三唑類紫外線吸收劑為uv-326、uv-327、uv-328、uv-p或uv-234。
23、根據本發明的一些實施方式，所述潤滑劑中聚四氟乙烯微粉、植物基蠟和二硫化鉬納米片的質量比為3~4:2~3:1；
24、所述聚四氟乙烯微粉的粒徑為3~20μm；
25、所述植物基蠟為酯化或酰胺化改性的小燭樹蠟、棕櫚蠟或米糠蠟；
26、所述二硫化鉬納米片的厚度為5~10nm、直徑為200~500nm；
27、根據本發明的一些實施方式，所述鱗片石墨的粒徑為3~50μm。
28、根據本發明的一些實施方式，所述球形氧化鋁的粒徑為5~20μm。
29、電池殼外層由如前述的電池殼外層復合材料制得。
30、根據本發明的一些實施方式，所述電池殼外層的彎曲強度≥470mpa。
31、根據本發明的一些實施方式，所述電池殼外層的沖擊強度≥160?kj/m2。
32、根據本發明的一些實施方式，所述電池殼外層的界面結合強度≥20mpa，較佳為25~35mpa。
33、電池殼外層的制備方法，包括以下步驟：
34、s1.將制備原料造粒、壓制成型，得到板材；
35、s2.板材切割后烘烤軟化定型、模壓成型后得到電池殼外層。
36、s1中，所述造粒包括以下步驟：
37、s01.將疏水改性硅溶膠、潤滑劑、導熱相、復合抗老化劑在70~90℃、800~1200r/min條件下干混20~30min，得到預混填料；
38、s02.惰性氣氛保護下，將預混填料、共聚聚丙烯、改性端羥基超支化聚酯和有機金屬錫催化劑加入高速混合機，先在70~90℃、800~1200r/min下干混20~30min；再加入占總物料質量0.5%~1%的無水乙醇，在80~100℃、1000~1500r/min下濕混30~40min，得到復合物料；
39、s03.將復合物料加入雙螺桿擠出機進行熔融共混造粒，設定擠出機各段溫度：一區180~200℃、二區200~220℃、三區210~230℃、四區200~220℃、機頭210~230℃，螺桿轉速200~300r/min，機頭壓力10~18mpa，真空排氣口真空度≤-0.07mpa，擠出后水冷切粒，得到粒徑2~4mm的復合顆粒。
40、s1中，所述壓制成型是將復合顆粒在90~110℃下真空干燥2~3h，裝入平板硫化機專用模具，壓制溫度240~260℃、壓制壓力8~12mpa、保壓時間5~15min，隨模以3~5℃/min的冷卻速率降溫至80℃以下脫模，得到厚度1~4mm的板材。
41、s2中，所述烘烤軟化定型是將板材采用工裝夾持定型，放入紅外加熱設備中，設置加熱溫度為250~280℃進行烘烤軟化30~50s。
42、s2中，所述模壓成型的模壓壓力12~15mpa、成型時間40~80s，模壓過程中同步進行真空輔助脫氣，真空度為-0.08~-0.095mpa，脫氣時間5~10s。
43、s2中，所述模壓成型后采用水冷方式冷卻模具，冷卻速率5~8℃/min，待模具溫度降至40℃以下后開模。
44、本發明還公開電池殼外層在電池殼領域中的應用。
45、所述電池殼外層通過粘結、嵌套、熱壓等方式和電池殼內層組裝。
46、電池殼內層為合金殼體、增強樹脂殼體或阻燃樹脂殼體。
47、在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
48、與現有技術相比，本發明的有益效果是：
49、基體樹脂中，改性端羥基超支化聚酯、疏水改性硅溶膠與共聚聚丙烯形成界面改性的相容體系，改性超支化聚酯的強極性端羥基與增強纖維表面羥基、硅溶膠改性基團可以構建穩固的界面結合層，同時硅溶膠納米顆粒填充基體與纖維間的微小間隙，顯著降低材料孔隙率。改性超支化聚酯與疏水改性硅溶膠的共同改善增強纖維與共聚聚丙烯基體的界面結合強度，能夠有效抵御車輛行駛過程中的碰撞、顛簸等外力沖擊，為動力電池提供可靠結構防護。
50、復合潤滑劑體系降低摩擦，更是為了提高耐磨性能，減少電池殼外層使用過程中的磨損。同時，鱗片石墨與球形氧化鋁復配的導熱相構建了連續高效的導熱通道，配合復合抗老化劑的協同防護，使材料耐鹽霧腐蝕性能和耐熱氧老化。有效解決了傳統材料散熱不足、耐候性差的問題，確保電池殼在復雜環境下長期穩定服役。