國內創新型科技企業發展如日中升,膠黏劑也在不同的領域應用越來越廣泛。在5G通信、電子電器、動力電池及新能源汽車、物聯網、機械制造、輕工和日常生活等眾多領域逐步產生新型產品需求,膠粘材料與膠粘劑成為各個領域實現輕量化、高粘接、提質增效的重要產品。
隨著下游行業需求的快速增長,動力電池用膠粘劑技術已被國內少數企業攻克,國產化替代趨勢逐步顯現。拜高高材在動力電池BMS電池管理系統及同類型新能源儲能電池管理模塊防護、導熱及粘接固定等多元場景需求方面已經積累了一定的技術實力與應用,幫助電池應對更復雜的使用環境、高性能和可靠性要求。
據了解,新能源汽車用的CTP結構電池包,在設計上省卻或大幅省去中間模組部件,轉而使用大量膠來連接固定電芯。這些膠類的應用主要有兩大需求點:第一類為結構膠,即以結構粘接為主,兼顧一定的導熱作用;第二類為導熱膠,即以導熱粘接為主,膠粘劑應用的目的是將電芯工作時產生的熱量導出到外部的散熱部件,實現熱管理的部分功能作用,兼顧結構粘接要求。
1、結構膠
結構膠是指應用于受力結構件膠接場合,能承受較大動負荷、靜負荷并能長期 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 結構部件,屬于長時間經受大載荷、而性能仍可信賴的膠粘劑。
結構膠需起到將電芯與pack殼體可靠連接、固定的作用,代替原來模組結構的機械連接,對于強度、柔韌性、耐老化、阻燃絕緣和導熱性都提出了較高的性能要求。
動力電池包結構膠主要有聚氨酯結構膠、丙烯酸結構膠、硅膠、環氧結構膠、UV膠 和耐高溫熱熔膠,根據其不同的特點分別應用于不同的場景。
對于不同類型的結構膠,評價其粘接性能的具體指標有3點:接頭的強度、破壞形式(內聚破壞是最理想形式,達到接頭處材料最大強度)和膠的斷裂伸長率(反映膠體彈性)。
2、導熱膠
導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,膠的具體 使用形式包括墊片、灌封、填充等。
導熱膠主要由樹脂基體(環氧樹脂、有機硅和聚氨酯等)和導熱填料(提高導熱 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發展趨勢下,電池廠商對導熱膠 需求量大且有不斷降本需求,同時減少結構件的設計也對用膠產生較高強度(大于 10Mpa)的粘接固定需求,因此在粘接強度、經濟成本上占優的聚氨酯導熱結構膠 成為主流導熱用膠的選擇。
由于電池電芯的最佳工作溫度帶較窄(20-40℃),CTP結構下導熱膠在電芯之 間、電芯與液冷板之間實現均衡散熱,從而使得電芯溫度和電芯間的溫差下降1-2℃ 將極大有利于電池熱管理系統。
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