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有機硅在純電動汽車熱管理中的作用及動力電池組裝用膠解決方案!

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發(fā)表時間:2019-01-14 15:35來源:金戈新材料

  我國新能源汽車的發(fā)展前景無限開闊。近10年來,國務院不斷加大對其資金的投入,包括對技術進步、技術改造專項基金、支持重點汽車生產企業(yè)等。各城市也在不斷在政策、發(fā)展規(guī)劃、基礎設施建設,消費補貼,等環(huán)節(jié)積極參與新能源汽車的普及推廣中。燃料電池汽車、生物能源汽車等潔凈能源汽車已正在如火如荼的研發(fā)設計中。


  在純電動汽車(EV)的成本構成中,電力驅動系統(tǒng)(包括動力電池系統(tǒng)和電機驅動系統(tǒng)),占比達到整車的50%以上。其中,鋰電池是關鍵之一,故有“得鋰者得天下”的呼聲。


  目前汽車動力電池市場主要由圓柱、方型、軟包鋰電池構成,各種類電池有著自身的技術特點和優(yōu)勢,如:圓柱鋰電池是最早成熟工業(yè)化的鋰電池產品,經過20多年的發(fā)展,圓柱鋰電池生產工藝成熟,生產效率較高,成本相對較低,但鋰電池成品率及統(tǒng)一性較方形與軟包鋰電池都要高;方形電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,內部采用卷繞式或疊片式工藝,對電芯的保護作用優(yōu)于軟包電池,電芯安全性相對圓柱型電池也有了較大改善;軟包電池作為近些年在乘用車領域新崛起的電池規(guī)格,軟包電池在乘用車動力電池領域的比重正在逐步提升,因為軟包電池的材料成本較圓柱與方形都要高,所以成本問題將會是軟包電池企業(yè)未來突破的重點。


有機硅材料在熱管理中的作用

  有機硅材料在散熱中起到的做用,主要是使發(fā)熱器件和散熱材料接觸得更加緊密。我們都知道,散熱材料一般都是使用導熱系數(shù)高的金屬材料鋁、銅,發(fā)熱器件通常也是固體。固體和固體之間的接觸,表面有很多的縫隙,使得它們之間的導熱效果變差,如果在它們的接觸界面涂上一層柔軟、導熱性好的界面材料,就能夠解決這個問題。有機硅恰好就具備這兩種特性的材料。


  在圓柱、矩形、軟包三大類電池中,圓柱型電池主要是采用空氣冷和水冷散熱。采用有機硅材料散熱的,還是以矩形電池和軟包電池為主。對于矩形電池,70%的的導熱材料是位于電池的底部,有機硅界面材料就是用在矩形電池底部和導熱材料之間,使電池和導熱材料更好地接觸。目前應用在整車熱管理的界面有機材料中可分為兩種類型,一種是導熱墊片,另外一種是導熱填縫材料。

動力電池組裝用膠解決方案

  1、動力電池用膠解析

(1)導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;

  解決方案:第四代丙烯酸結構膠、耐高溫熱熔膠

  產品特點:

  丙烯酸結構膠:低氣味,適合小空間大量使用,耐疲勞性能好;

  對應導熱粉體推薦:GD-A060T?,應用導熱高達1.0W/m*K,對丙烯酸粘接性影響較小。 

  耐高溫熱熔膠:及時粘接性能優(yōu)異,但需要特定的施膠設備。

  


(2)電芯與電芯間灌封

  要求:導熱,固定電芯,減震,阻燃,增加安全性,低密度

  解決方案:雙組份導熱灌封硅膠

  產品特點:

  雙組份導熱灌封硅膠:灌封膠層柔韌,減震效果好,導熱系數(shù)可調節(jié),但缺點是整體灌封大幅增加電池組與整車重量,并增加成本。

   對應導熱粉體推薦:GD-S083AGD-S108A。比重低至1.2,同時滿足導熱阻燃效果。


(3)圓柱形電池底部的粘接固定

  基材:線束隔離板,焊點位置保護膠

  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

  解決方案:阻燃黃膠、UV膠、環(huán)氧保護膠

  產品特點:

  阻燃黃膠:阻燃級別可以達到V0,對多種基材都有良好粘性,但介電損耗高,是溶劑膠,不環(huán)保;

  UV膠:可快速固化,透明美觀,對金屬和塑料附著力好,但阻燃性達到V0較難;

  環(huán)氧保護膠:耐熱性、電氣特性、抗藥品性好,優(yōu)異的粘接性能,但固化速度受眾多因素影響。

  對應導熱粉體推薦:F?A系列產品、GD-E?系列產品。?可根據(jù)客戶需求提供相應表面處理。


        2、方形動力電池用膠解析

(1)電池殼體粘接

  基材:鋁合金殼體/鋁塑膜包覆Pp/鋁材/PC

  要求:快速定位,基材間粘接良好;

  解決方案:耐高溫熱熔膠

  產品特點:

  耐高溫熱熔膠:初粘性好,定位速度快,能實現(xiàn)良好粘接,但是需要特殊的施膠設備。


(2)PA保護殼與鋁芯的粘接

  要求:兩基材之間的粘接強度在5MPa以上,耐振動,在-40℃~85℃的溫度范圍內,耐沖擊性好。操作時間控制在30-40分鐘內    。

  解決方案:環(huán)氧結構膠、丙烯酸結構膠

  產品特點:

  丙烯酸結構膠:低氣味,耐疲勞,適合小面積大量使用;

  環(huán)氧結構膠:韌性好,抗沖擊性能好,適合多種材質的粘接。

  對應導熱粉體推薦:GD-E?系列產品?可根據(jù)客戶需求提供相應表面處理。


(3) 底板與電芯之間的導熱

  要求:環(huán)保,具有觸變性,導熱性好,室溫下能快速固化。     

  解決方案:環(huán)氧結構膠、丙烯酸結構膠

  產品特點:

  環(huán)氧結構膠:韌性好,抗沖擊性能好,適合多種材質的粘接;

  第四代丙烯酸結構膠:低氣味,耐疲勞,適合小面積大量使用。

  對應導熱粉體推薦:GD-A060T?、GD-E?系列產品?可根據(jù)客戶需求提供相應表面處理。


       3、軟包動力電池用膠解析

  電芯與電芯之間的粘接

  基材:鋁板和外包PET膜

  要求:粘接定位,導熱,與PET膜和鋁板粘接性好

  解決方案:雙組份聚氨酯結構膠、單組份有機硅膠、雙組份硅膠。

  產品特點: 

  雙組份聚氨酯結構膠:耐高低溫性能好,固化物膠層柔韌,收縮率低,耐沖擊性好,粘接強度高;

  單組份導熱硅膠:涂覆方便,粘接性良好,但是大面積使用固化慢或內部不固化;

  雙組份硅膠:需要施膠設備,若使用小包裝,成本高,但是大面積使用內外都可以固化粘接。

   導熱聚氨酯對應導熱粉體推薦:GD-U003?、GD-E?系列產品。?

  單組份導熱硅膠對應導熱粉體推薦:GD-S系列產品?。?

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