PACK制造工艺：新能源电池包箱盖制造与成型工艺

1、新能源汽车轻量化要求

新能源汽车全球销量全球新能源汽车市场正在经历爆发式增长阶段，自2013年以来2021年在各国政策的激励下，销量猛增109％达676.8万辆。2022年全球新能源汽车市场继续保持55%的增速增长，销量达到1052.2万辆，全球市场占有率也达到创纪录的13％。

2017年以来全球动力电池装机量稳步增长，年复合增长率达54%。随着新能源汽车行业的快速发展，动力电池作为电动汽车产业链上游的核心产品，同样步入高速发展阶段。

SNEResearch数据显示，全球动力电池装机量从2017年的59GWh增加到2022年的518GWh，年复合增长率达54%。预计2023年全球动力电池装机量将达到749GWh。

轻量化要求

汽车的质量每减少10% ，电耗下降 5.5% ，续航能力增加 5.5%，而电动汽车的核心部件则是电池包，占整车质量18%～30%，而箱体质量约占电池包总质量的10%～20%，因此减少动力电池包质量是增加电动汽车续航历程最主要也是最高效的措施。

电池盖轻量化发展

随着电池能量密度的提高，对电池箱轻量化的要求也越来越高（据了解，目前主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池的能量密度在200-300Wh/kg之间）。

特斯拉Model 3电池盖占电池包总重3.3%（15.8kg），材质0.8mm钢板。

2、电池上盖成型工艺

01：主流工艺介绍 02：工艺对比 03：其他成型工艺

工艺介绍—Light-RTM

• Light-RTML-RTM

工艺是在真空辅助RTM工艺的基础上发展而来。在模具的型腔里预先放置增强材料（包括螺栓等嵌件），夹紧后，从设置于适当位置的注入孔在一定温度及压力下将配好的树脂注入模具中，使之与增强材料一起固化，最后启模、脱模而得到成型制品。

• 工艺特点

1. 下模为刚性模具，上模采用轻质、半刚性的模具，模具成本大大降低；

2. 使用双重密封结构，外圈真空用来锁紧模具，内圈真空导入树脂；

3. 注射口通常为带有流道的线型注射方式，有利于快速充；

4. 成型周期长适用于样件验证及小批量生产；

5. 能制造出具有双面良好表面、高精度、尺寸稳定的复杂构件；

6. 空隙率低（0-1%）、纤维含量高（体积含量可达55%-60%）。

L-RTM上盖

工艺介绍—SMC

• SMC （片状模塑料）

SMC模压成型工艺是利用树脂固化反应中各阶段特性来实现制品成型的，即模压料塑化、流动并充满模腔，树脂固化。在模压料充满模腔的流动过程中，不仅树脂流动，增强材料也要随之流动，所以模压成型工艺的成型压力较其他工艺方法高，属于高压。

• 工艺特点

1. 原料的损失小,不会造成过多的损失(通常为制品质量的2%~5%)；

2. 生产效率高，3-5min/件，便于实现专业化和自动化生产；

3. 产品尺寸精度高，重复性好；

4. 表面光洁，无需二次修饰；

5. 批量生产，价格相对低廉；

6. 产品易于进行后续加工、装配与处理。

SMC上盖

工艺介绍—LFT-D

• LFT-D

长纤维增强热塑性复合材料(LFT-D)是用碳纤维、玻璃纤维、植物纤维等纤维材料，与改性聚丙烯（PP）相溶合而模压成型的增强塑料材料制品。

• 工艺特点

1. 制品无毒、无味、设计灵活、易于着色、废料可回收利用；

2. 长纤维：平均纤维长度为8-20mm，力学特性优良；

3. 成型周期快，约1-2min/件，适用于大批量生产；

4. 产品结构适应性好，产品表面质量好；

5. 耐老化产品可在-35℃ -85℃条件下使用。

1. 熔融工序，将PP颗粒加热熔融并挤出；

2. 混炼工序，将玻纤切断与熔融PP混合挤出；

3. 胚料定量切断工序，按设计重量将混合坯料精准切断；

4. 模压工序，将坯料摆放到型腔内进行合模固化。

LFT-D上盖

工艺介绍—PCM

• PCM (Prepreg Compression Molding）

PCM预浸料模压工艺，将单向(或织物)预浸料铺贴成对应产品形状后放入成型模具中，在一定温度、压力和时间作用下，固化成型的复合材料成型工艺。

• 工艺特点

1. 成型周期约5～10min/件；

2. 便于实现专业化和自动化批量生产，成本相对较高（smc、lft-d）；

3. 产品尺寸精度高，重复性好；

4. 适合制构简单到中等、尺寸较小、高度低；

5. 模压制品质量稳定，材料参数可控制性高；

6. 纤维取向性好，制品强度、刚度相对较。

工艺介绍—HP-RTM

• HP-RTM（High PressureResinTransfer Molding）

HP-RTM是高压树脂传递模塑成型工艺的简称。它是指利用高压压力将树脂对冲混合并注入到预先铺设有纤维增强材料和预置嵌件的真空密闭模具内，经树脂流动充模、浸渍、固化和脱模，获得复合材料制品的成型工艺。

• 工艺特点

1. 产品成型速率约3-5min/小件，5-8min中大件，可实现低成本、短周期、大批量、高质量生产；

2. 充模快、浸润效果好，显著减少了气泡，降低了孔隙率；

3. 使用高活性快速固化树脂，缩短了生产周期，工艺稳定性和可重复性高；

4. 使用内脱模剂和自清洁高压混合头系统，制品面效果优秀，厚度和形状偏差小。

工艺对比

来源：复材应用技术

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