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结构胶、导热胶在动力电池中的应用

2022.09.14 13:37:35   Clicks


国内创新型科技企业发展如日中升,胶黏剂也在不同的领域应用越来越广泛。在5G通信、电子电器、动力电池及新能源汽车、物联网、机械制造、轻工和日常生活等众多领域逐步产生新型产品需求,胶粘材料与胶粘剂成为各个领域实现轻量化、高粘接、提质增效的重要产品。



结构胶、导热胶在动力电池中的应用


随着下游行业需求的快速增长,动力电池用胶粘剂技术已被国内少数企业攻克,国产化替代趋势逐步显现。拜高高材在动力电池BMS电池管理系统及同类型新能源储能电池管理模块防护、导热及粘接固定等多元场景需求方面已经积累了一定的技术实力与应用,帮助电池应对更复杂的使用环境、高性能和可靠性要求。

 

据了解,新能源汽车用的CTP结构电池包,在设计上省却或大幅省去中间模组部件,转而使用大量胶来连接固定电芯。这些胶类的应用主要有两大需求点:第一类为结构胶,即以结构粘接为主,兼顾一定的导热作用;第二类为导热胶,即以导热粘接为主,胶粘剂应用的目的是将电芯工作时产生的热量导出到外部的散热部件,实现热管理的部分功能作用,兼顾结构粘接要求。



1、结构胶


结构胶是指应用于受力结构件胶接场合,能承受较大动负荷、静负荷并能长期 使用的胶粘剂。代替螺栓、铆钉或焊接等形式用来接合金属、塑料、玻璃、木材等的 结构部件,属于长时间经受大载荷、而性能仍可信赖的胶粘剂。


结构胶需起到将电芯与pack壳体可靠连接、固定的作用,代替原来模组结构的机械连接,对于强度、柔韧性、耐老化、阻燃绝缘和导热性都提出了较高的性能要求。

动力电池包结构胶主要有聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶、硅胶、环氧结构胶、UV胶 和耐高温热熔胶,根据其不同的特点分别应用于不同的场景。

对于不同类型的结构胶,评价其粘接性能的具体指标有3点:接头的强度、破坏形式(内聚破坏是最理想形式,达到接头处材料最大强度)和胶的断裂伸长率(反映胶体弹性)。



2、导热胶


导热胶主要用于完成电芯与电芯之间,以及电芯与液冷管之间的热传导,胶的具体 使用形式包括垫片、灌封、填充等。


导热胶主要由树脂基体(环氧树脂、有机硅和聚氨酯等)和导热填料(提高导热 性,有氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁 (MgO)、氧化锌(ZnO)等)组成。电池包在CTP发展趋势下,电池厂商对导热胶 需求量大且有不断降本需求,同时减少结构件的设计也对用胶产生较高强度(大于 10Mpa)的粘接固定需求,因此在粘接强度、经济成本上占优的聚氨酯导热结构胶 成为主流导热用胶的选择。


由于电池电芯的最佳工作温度带较窄(20-40℃),CTP结构下导热胶在电芯之 间、电芯与液冷板之间实现均衡散热,从而使得电芯温度和电芯间的温差下降1-2℃ 将极大有利于电池热管理系统。

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