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【干貨分享】新能源汽車動力電池“用膠點”解析
目前，汽車的使用量越來越大。新能源電動汽車，是解決能源、環境、城市交通等問題的一個主流趨勢，也是未來汽車產業發展的一個主要方向。
動力電池是新能源汽車的“心臟”，而膠黏劑是實現“心臟”持久動力的“肌膜組織”。當前，電動化浪潮席卷全球，動力電池需求呈“井噴式”爆發增長，膠黏劑市場規模也同步放大。
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。
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。
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。
【1】結構膠
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。
【3】動力電池用膠點解析
膠粘劑在動力電池上的四大作用：
為動力電池提供防護效果；
實現安全可靠的輕量化設計；
熱管理；
幫助電池應對更復雜的使用環境。
電芯與電芯之間的粘接——結構粘接
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
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
推薦產品：雙組分丙烯酸結構膠、耐高溫熱熔膠
?電芯灌封
要求：導熱，固定電芯，減震，阻燃，增加安全性，低密度
產品推薦：雙組份導熱硅膠
圓柱形電池底部的粘接固定
應用：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
產品推薦：阻燃黃膠，UV膠，環氧保護膠
圓柱電池支架固定
性能要求：耐老化性能優異，柔韌性能好
產品推薦：丙烯酸結構膠
底板與電芯之間的導熱
要求：環保，具有觸變性，導熱性好，室溫下能快速固；
產品推薦：導熱環氧結構膠，雙組分丙烯酸結構膠
電池的螺紋鎖固
要求：能滿足要求的振動，機械沖擊，跌落，翻轉，模擬碰撞等測試。
產品推薦：厭氧螺紋鎖固膠
銘牌粘接
基材：大部分是鋁合金和表面經過處理的鋼鐵件。
要求：耐振動，膠層有韌性，初粘力強，膠黏劑具有一定的觸變性，對基材粘接力好。
產品推薦：丙烯酸結構膠、低溫固化環氧膠。
【4】市場情況
隨著CTP與刀片電池技術的應用，對膠粘劑要求和用量的提高，單個PACK包膠 黏劑用量會從目前的1-2公斤呈現較高倍數的增長，單pack價值量也會從200-300元 增長至400-900元。
值得注意的是，由于新能源汽車、動力電池的產品特性，對膠黏劑、膠黏材料的性能要求也與傳統膠黏材料有所區別。動力電池技術處于急速迭代升級之中，新產品不斷涌現，研發與之適應的膠黏新材料，對于提升動力電池能量密度、安全性、循環壽命和輕量化都不可或缺。
近年來，特種功能性膠膜、膠黏劑產業發展迅速，整體是趨向專業化、差異化和高性能化，尤其是動力電池產業的快速發展，也帶動了國內該領域企業的技術創新力度和產品創新速度。
文章來源：《膠界》??聲明：涂布之家以尊重原創、共同服務行業為原則。
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