目前,汽車的使用量越來越大。新能源電動汽車,是解決能源、環(huán)境、城市交通等問題的一個(gè)主流趨勢,也是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要方向。動力電池是新能源汽車的“心臟”,而膠黏劑是實(shí)現(xiàn)“心臟”持久動力的“肌膜組織”。當(dāng)前,電動化浪潮席卷全球,動力電池需求呈“井噴式”爆發(fā)增長,膠黏劑市場規(guī)模也同步放大。據(jù)了解,新能源汽車用的CTP結(jié)構(gòu)電池包,在設(shè)計(jì)上省卻或大幅省去中間模組部件,轉(zhuǎn)而使用大量膠來連接固定電芯。這些膠類的應(yīng)用主要有兩大需求點(diǎn):第一類為結(jié)構(gòu)膠,即以結(jié)構(gòu)粘接為主,兼顧一定的導(dǎo)熱作用;第二類為導(dǎo)熱膠,即以導(dǎo)熱粘接為主,膠粘劑應(yīng)用的目的是將電芯工作時(shí)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出到外部的散熱部件,實(shí)現(xiàn)熱管理的部分功能作用,兼顧結(jié)構(gòu)粘接要求。
結(jié)構(gòu)膠是指應(yīng)用于受力結(jié)構(gòu)件膠接場合,能承受較大動負(fù)荷、靜負(fù)荷并能長期 使用的膠粘劑。代替螺栓、鉚釘或焊接等形式用來接合金屬、塑料、玻璃、木材等的 結(jié)構(gòu)部件,屬于長時(shí)間經(jīng)受大載荷、而性能仍可信賴的膠粘劑。結(jié)構(gòu)膠需起到將電芯與pack殼體可靠連接、固定的作用,代替原來模組結(jié)構(gòu)的機(jī)械連接,對于強(qiáng)度、柔韌性、耐老化、阻燃絕緣和導(dǎo)熱性都提出了較高的性能要求。動力電池包結(jié)構(gòu)膠主要有聚氨酯結(jié)構(gòu)膠、丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、硅膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠、UV膠 和耐高溫?zé)崛勰z,根據(jù)其不同的特點(diǎn)分別應(yīng)用于不同的場景。
導(dǎo)熱膠主要用于完成電芯與電芯之間,以及電芯與液冷管之間的熱傳導(dǎo),膠的具體 使用形式包括墊片、灌封、填充等。電池包內(nèi)導(dǎo)熱膠的使用-電芯之間;導(dǎo)熱膠主要由樹脂基體(環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅和聚氨酯等)和導(dǎo)熱填料(提高導(dǎo)熱 性,有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅(Si3N4)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂 (MgO)、氧化鋅(ZnO)等)組成。電池包在CTP發(fā)展趨勢下,電池廠商對導(dǎo)熱膠 需求量大且有不斷降本需求,同時(shí)減少結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)也對用膠產(chǎn)生較高強(qiáng)度(大于 10Mpa)的粘接固定需求,因此在粘接強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)成本上占優(yōu)的聚氨酯導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠 成為主流導(dǎo)熱用膠選擇。由于電池電芯的最佳工作溫度帶較窄(20-40℃),CTP結(jié)構(gòu)下導(dǎo)熱膠在電芯之 間、電芯與液冷板之間實(shí)現(xiàn)均衡散熱,從而使得電芯溫度和電芯間的溫差下降1-2℃ 將極大有利于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。導(dǎo)熱系數(shù)越高的導(dǎo)熱膠對降低電池的溫升和溫差越明顯。
動力電池用膠點(diǎn)解析-膠粘劑在動力電池上的四大作用:
1.為動力電池提供防護(hù)效果;
2.實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì);
3.熱管理;
4.幫助電池應(yīng)對更復(fù)雜的使用環(huán)境。
a.電芯與電芯之間的粘接——結(jié)構(gòu)粘接
基材:鋁板和外包PET膜
要求:粘接定位,導(dǎo)熱,與PET膜和鋁板粘接性好
解決方案:雙組份聚氨酯結(jié)構(gòu)膠,單組份有機(jī)硅膠,雙組份硅膠
b.導(dǎo)電片與模組殼體的粘接
基材:PC片和鎳片/鋁片 鎳片/鋁片和ABS/PC
要求:粘接定位,耐溫-40℃~85℃ 快速定位;
推薦產(chǎn)品:雙組分丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、耐高溫?zé)崛勰z
c.電芯灌封
要求:導(dǎo)熱,固定電芯,減震,阻燃,增加安全性,低密度
產(chǎn)品推薦:雙組份導(dǎo)熱硅膠
d. 圓柱形電池底部的粘接固定
應(yīng)用:線束隔離板,焊點(diǎn)位置保護(hù)膠
要求:阻燃,低氣味,對銅/鋁/PVC/PP/硅膠材料無腐蝕性,盡可能快速固化
產(chǎn)品推薦:阻燃黃膠,UV膠,環(huán)氧保護(hù)膠
e.圓柱電池支架固定
性能要求:耐老化性能優(yōu)異,柔韌性能好
產(chǎn)品推薦:丙烯酸結(jié)構(gòu)膠
f.底板與電芯之間的導(dǎo)熱
要求:環(huán)保,具有觸變性,導(dǎo)熱性好,室溫下能快速固;
產(chǎn)品推薦:導(dǎo)熱環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠,雙組分丙烯酸結(jié)構(gòu)膠
h.電池的螺紋鎖固
要求:能滿足要求的振動,機(jī)械沖擊,跌落,翻轉(zhuǎn),模擬碰撞等測試。
產(chǎn)品推薦:厭氧螺紋鎖固膠
g.銘牌粘接
基材:大部分是鋁合金和表面經(jīng)過處理的鋼鐵件。
要求:耐振動,膠層有韌性,初粘力強(qiáng),膠黏劑具有一定的觸變性,對基材粘接力好。
產(chǎn)品推薦:丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、低溫固化環(huán)氧膠。
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