新能源汽车动力电池用胶及应用介绍

 

现今，家用的混合动力汽车，电动公共汽车、巡逻车等已经在各行业得到广泛普及。新能源电动汽车，是解决能源、环境、城市交通等问题的一个主流趋势，也是未来汽车产业发展的一个主要方向。

动力电池是新能源汽车的核心部分，决定了新能源汽车的安全性、寿命和性能，也是新能源汽车上价格最贵的部件之一，占比达到整车的50%以上。

动力电池是新能源汽车的“心脏”，而胶粘剂是实现“心脏”持久动力的“肌膜组织”。一款好的胶黏剂对新能源汽车的安全性如防撞防震、阻燃、导热、防水等方面是至关重要的。

接下来，我们简单介绍下动力电池的用胶点。

 

汽车动力电池按结构分为三大类：软包电池、圆柱形电池、方形电池。

 

一、铝塑膜软包装电池

1.软包电池间隙粘接填充

软包电池间隔轻质材料（泡棉与膜），可采用薄型双面胶带或环保水性的3M FASTBOND49、Araldite 6942/001B。

◆3M FASTBOND 49水性丙烯酸胶黏剂，适合多种绝缘材料。

●产品特点：快速的初粘性、可单面施胶、可即时重新定位，并提供持久粘结强度、水基胶黏剂，Low Voc,并且符合绿色卫士（GREENGUARD）和UL认证、可以直接喷涂/刷涂/滚涂于材料上，并且不容易渗透或泛黄

◆Araldite 6942/001B 聚氨酯灌封胶-低粘度型,适用于变压器、电源、整流器、LED灯/屏等部件。

●产品特点：导热率：0.56W/m.K、硬度高、低应力保护、优异的绝缘性能

 

2.软包电芯间的固定/电芯与壳体固定

软包电芯通过机械方式固定在壳体或框架上，但电芯之间需要固定以防止相对位移。可使用薄型胶带方案

3M棉质薄型双面胶带9448A(0.15mm)或55236（0.12mm）都能满足提供高粘性，剥离强度好的应用要求。依据工艺需求，也可以选择稍硬的PET基材系列的薄型双面胶带55256和55260。

胶黏剂方案：DP110、DP125、Araldite 2012、Araldite 2017等

DP110特点：柔性双组分环氧胶、30分钟达到操作强度。

DP125特点：25分钟操作时间、良好剥离强度

2012特点：5~20分钟初步固化、高强度、高剪切和剥离强度。

 

3.金属壳体边缘粘接

金属壳体使用丙烯酸结构胶代替螺丝/机械紧固，减轻电池重量，简化边缘接合设计，将接合处应力分散，以提高电池结构的可靠度。

胶黏剂方案：3M DP8407NS、3M DP8607NS、Araldite 2014-2

DP8407NS/DP8607NS特点：较高的重叠剪切和剥离强度、良好的抗冲击性能和耐久性。

Araldite 2014-2特点：低挥发性、耐高温达120°C、触变性、流挂厚度可达5mm。

 

二、圆柱形电池

1.底部粘接固定

常用底部支架材质可能有PC/ABC/尼龙、FRP等符合材料。

胶黏剂方案：3M DP125、3MDP8805NS、Araldite 2015

DP8805NS特点：低气味、优良的剪切和剥离性能。

Araldite 2015：高强度、高剪切和剥离强度、耐机械振动和冷热冲击、触变性、流挂厚度可达10mm。

 

2.汇流板与支架固定

胶黏剂方案：粘接面小、需要强度高，可用丙烯酸3M DP8805NS，Araldite 2021-1（高强度、高剪切和剥离强度、耐机械振动和冷热冲击、快速固化）

 

三、方形电池

同圆柱形电池相比多了一个绝缘膜或绝缘板与侧板、模组端板间的粘接：要求高韧性、耐震动、耐老化、无溶剂等需求。

胶黏剂方案：3M膜胶水（具体型号可看工艺而定）、3M 77喷胶、3M DP8407NS

3M 77特点：高固含量、喷射面积大

 

四、解决方案：

1.导热硅胶垫片

良好的绝缘性能和高回弹韧性,能有效避免电芯之间的震动摩擦破损问题,和电芯之间的短路隐患,是水冷方案的最佳辅助材料。

在电极端顶部和底部各加上导热硅胶垫片,电芯的热量通过导热硅胶片传递至液冷管,由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走,使整个电池包的温度统一,冷却液强大的比热容吸收电芯工作时产生的热量,使整个电池包在安全温度内运作。

2. 密封胶

密封胶具有优异的性能，为解决动力电池安全性问题，需要从防撞防震、阻燃、导热、防水等几个方面综合考虑。

1. 防撞防震：由于电池内部的电芯等没有固定,受到撞击时很容易变形移动等,造成短路和电池液泄露
2. 阻燃：电池内部有多个电芯,一个着火时会引起其它的着火,通过阻燃处理可以有效降低着火现
3. 导热：动力电池内部结构集中,功率大,散热量高,而空气的导热系数小,容易造成热量积聚,会造成电池寿命下降
4. 防水：动力电池内部进入水分后会引起电解液降解,还会引起短路

 

五、三类密封胶（丙烯酸酯密封胶、环氧密封胶、有机硅密封胶 ）在电池中应用：

 

①丙烯酸酯密封胶：

●粘接强度高，高达20MPa

●适用基材广泛：金属和非金属

●室温固化快：315min

●耐一定冲击

●使用温度最高不超过120℃

 

②环氧密封胶：

●粘接强度高，5-20MPa

●适用基材广泛：陶瓷、金属、玻璃、塑料、橡胶、纸张、布等

●室温固化快

●耐一定冲击

●使用温度-30-120℃

 

③有机硅密封胶：

有机硅是以sO链节为主链的一种高分子材料：

●具有优异的耐高低温(60-260℃C)

●耐候性好

●电绝缘性(体积电阻率达1×101416gcm)

有机硅密封胶具有优异的性能,可满足动力电池的防震、防水、阻燃、导的需求，能满足汽车在不同气候条件下的使用,有效提高动力电池的安全性。

 

多了解汽车电池的用胶情况，更有利于我们买车的时候参考安全性能。持续关注“震坤行工业超市”，学习更多专业知识。