淺談電動汽車鋰電池解決方案

電動汽車,是解決能源、環(huán)境、城市交通等問題的一個主流趨勢,也是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個主要方向。
　

　　現(xiàn)狀
　　當(dāng)下,家用的混合動力汽車,純電動汽車已在大地區(qū)投入使用;電動公共汽車、巡邏車、接待車、搬運車、擺渡車等,已經(jīng)在各行業(yè)得到廣泛普及。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(shè)計中,未來必將成為主流。
　　

　　政策
　　我國新能源汽車的發(fā)展前景無限開闊。近10年來,國務(wù)院不斷加大對其資金的投入,包括對技術(shù)進步、技術(shù)改造專項基金、支持重點汽車生產(chǎn)企業(yè)等。各城市也在不斷在政策、發(fā)展規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),消費補貼,等環(huán)節(jié)積極參與新能源汽車的普及推廣中。
　　格局
　　傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈涉及一百多個產(chǎn)業(yè),新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上進行延伸。當(dāng)前,多數(shù)國家將重點放在發(fā)展純電動車上。上游主要增加了鋰離子電池、電機及控制系統(tǒng)、汽車整車控制系統(tǒng),下游則增加了充電設(shè)施、電池回收等產(chǎn)業(yè)。
　　核心
　　在純電動汽車(EV)的成本構(gòu)成中,電力驅(qū)動系統(tǒng)(包括動力電池系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)),占比達到整車的50%以上。其中,鋰電池是關(guān)鍵之一,故有“得鋰者得天下”的呼聲。
　　而膠粘劑是實現(xiàn)電力驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、持久、安全工作的一個核心因素之一。
　　汽車動力電池的基本構(gòu)成
　

　　汽車動力電池簡介
　　目前主流的汽車動力電池是:三元鋰和磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池具有能量密度高、低溫性能好、可靠性高、壽命長、電池續(xù)航也更長等特點,但造價偏高;而磷酸鐵鋰電池成本低、便于汽車量產(chǎn)且電池易于回收,安全性較三元鋰高,但續(xù)航上遜于三元鋰電池。
　　各種電池的性能對比

　

　　1軟包電池
　　(1)安全性能好:軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池最多只會鼓氣裂開,而不像鋼殼鋁殼電芯那樣會發(fā)生爆炸。
　　(2)重量輕:軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%。
　　(3)容量大:采用軟包裝節(jié)約體積20%以上,比容量提高50%。
　　(4)內(nèi)阻小:軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電。
　　(5)設(shè)計靈活:外形可變?nèi)我庑螤?可以做更薄,可根據(jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號。
　　(6)一致性較差。
　　(7)成本較高,通過規(guī)模化生產(chǎn)解決。
　　(8)漏液,通過提升鋁塑膜質(zhì)量來解決 。
　　2圓柱電池
　　(1)自動化生產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)品良率高,pack成本較低。
　　(2)采用圓柱形的電池組一致性強,電池組能量密度較高。
　　(3)電池小、電池組散熱面積大,散熱性能優(yōu)于方型電池。
　　(4)生產(chǎn)工藝成熟,電池一致性較高。
　　(5)人們普遍擔(dān)心其中一只電池出現(xiàn)問題,就會影響整車的供電,輕者造成電動汽車趴窩,重者造成各種事故。
　　3方形電池
　　(1)殼體采用鋁合金、不銹鋼等,內(nèi)部采用卷繞式或者疊片式。
　　(2)對電芯的保護作用強于鋁塑膜電池,電芯安全性相對圓柱型電池有較大改善。
　　(3)殼體較重導(dǎo)致電池組能量密度有限,自動化生產(chǎn)程度低,產(chǎn)品良率低,一致性較差。
　　動力電池用膠解決方案
　　膠粘劑在動力電池上的四大作用：
　　1.為動力電池提供防護效果;
　　2.實現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計;
　　3.熱管理;
　　4.幫助電池應(yīng)對更復(fù)雜的使用環(huán)境。
　　動力電池組裝用膠點解析

　　軟裝電池組裝用膠解析
　　

　　電芯與電芯之間的粘接——結(jié)構(gòu)粘接
　　基材:鋁板和外包PET膜
　　要求:粘接定位,導(dǎo)熱,與PET膜和鋁板粘接性好
　　解決方案:
　　雙組份聚氨酯結(jié)構(gòu)膠
　　單組份有機硅膠
　　雙組份硅膠
　　產(chǎn)品特點:
　　雙組份聚氨酯結(jié)構(gòu)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(dǎo)熱硅膠:涂覆方便,粘接性良好,但是大面積使用固化慢或內(nèi)部不固化。
　　雙組份硅膠:需要施膠設(shè)備,若使用小包裝,成本高,但是大面積使用內(nèi)外都可以固化粘接。
　　圓柱形電池組裝用膠解析
　　

　　淺談電動汽車鋰電池解決方案
　　1) 導(dǎo)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(chǎn)品:
　　第四代丙烯酸結(jié)構(gòu)膠
　　耐高溫?zé)崛勰z
　　產(chǎn)品特點:
　　第四代丙烯酸結(jié)構(gòu)膠:低氣味,適合小空間大量使用,耐疲勞性能好;耐高溫?zé)崛勰z:及時粘接性能優(yōu)異,但需要特定的施膠設(shè)備;
　　2) 電芯灌封
　　要求:導(dǎo)熱,固定電芯,減震,阻燃,增加安全性,低密度
　　產(chǎn)品推薦:
　　雙組份導(dǎo)熱硅膠
　　產(chǎn)品特點:
　　有機硅導(dǎo)熱灌封膠,膠層柔韌,減震效果好,導(dǎo)熱系數(shù)可調(diào)節(jié),但整體灌封大幅增加電池組重量,并增加成本。
　　3)圓柱形電池底部的粘接固定
　　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(chǎn)品推薦:
　　阻燃黃膠,UV膠,環(huán)氧保護膠
　　產(chǎn)品特點:
　　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。
　　4)圓柱電池支架固定
　　性能要求:耐老化性能優(yōu)異,柔韌性能好
　　產(chǎn)品推薦:丙烯酸結(jié)構(gòu)膠
　　性能特點:低氣味,高韌性,耐疲勞,粘接強度高,對多種基材附著力好
　　方形電池組裝用膠解析

　　1) 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;
　　產(chǎn)品推薦:
　　耐高溫?zé)崛勰z
　　產(chǎn)品特點:
　　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(shè)備
　　2) PA
　　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(nèi),耐沖擊性好。操作時間控制在30-40分鐘內(nèi)
　　產(chǎn)品推薦:
　　環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠
　　第四代丙烯酸結(jié)構(gòu)膠
　　產(chǎn)品特點:
　　環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠:韌性好,抗沖擊性能好,適合多種材質(zhì)的粘接;
　　第四代丙烯酸結(jié)構(gòu)膠:低氣味,耐疲勞,適合小面積大量使用
　　3) 底板與電芯之間的導(dǎo)熱
　　要求:環(huán)保,具有觸變性,導(dǎo)熱性好,室溫下能快速固化;
　　產(chǎn)品推薦:
　　環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠
　　第四代丙烯酸結(jié)構(gòu)膠
　　產(chǎn)品特點:
　　環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠:韌性好,抗沖擊性能好,適合多種材質(zhì)的粘接。
　　第四代丙烯酸結(jié)構(gòu)膠:低氣味,耐疲勞,適合小面積大量使用。
　　汽車動力電池其它用膠點
　　BMS電池管理系統(tǒng)
　　電路板涂覆
　　

　　要求:單組份,可刷涂,立面不流淌,可操作時間長。
　　產(chǎn)品推薦:單組份硅膠
　　產(chǎn)品特點:單組份硅膠適合淺層涂覆,靠濕氣固化,可操作時間長,但是不是每一家都有BMS系統(tǒng)。
　　箱體密封
　　要求:低強度,易拆卸,慢表干,較高伸長率。
　　產(chǎn)品推薦:單組份硅膠、MS膠
　　產(chǎn)品特點:
　　單組份有機硅:慢表干,斷裂伸長率好,但是不易拆卸。
　　MS膠:彈性膠,粘接性比單組份的有機硅好,但是耐水性較有機硅差,難拆卸。
　　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(zhuǎn),模擬碰撞等測試。
　　產(chǎn)品推薦:厭氧螺紋鎖固膠
　　產(chǎn)品特點:多種型號,能滿足不同的粘接強度要求,耐振動性、耐溫性好。
　　銘牌粘接
　　基材:大部分是鋁合金和表面經(jīng)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(chǎn)品推薦:丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、低溫固化環(huán)氧膠。
　　產(chǎn)品特點:丙烯酸結(jié)構(gòu)膠:膠體可立面施膠,耐振動抗疲勞性好,能對基材很好粘接,但是成本較高。
　　低溫固化環(huán)氧膠:在較低溫度下也可較快固化,耐油耐化學(xué)介質(zhì)性好,但膠層偏硬。