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新能源汽车动力电池对结构胶有哪些要求?
2024-02-19 10:39
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固科

随着新能源汽车轻量化发展,CTP 结构应运而生,使用结构胶把电芯与PACK壳体达到可靠连接、固定的作用,淘汰了传统的机械链接方式,通过结构胶来链接固定,达到轻量化的同时,也让电池包体积利用率有了一定的提高,因此,结构胶也将面临复杂的工作环境,那么新能源汽车动力电池对结构胶有哪些要求?

结构胶

结构胶强度要求

由于整体PACK以及内部结构的可靠性、稳固性来自于结构胶的粘接连接,代替了原有的机械连接方式,因此结构胶的粘接强度及本体强度就要求有比较高的指标,一般要求8 MPa以上甚至更高。


这样高强度的结构胶应用于方形电芯的侧面或底面,根据电芯从尺寸及外形不同,一般粘接面积可以达到3000mm2以上,单个电芯粘接力可达24000N以上,有的特殊形状的方形电芯可以让粘接面积达到17000mm2,理论上单个电芯粘接力甚至可以达到136000 N以上,较好地满足电芯直接稳固固定在PACK壳体内的要求。结构胶的强度衡量可以是对接拉伸强度或者是搭接拉剪强度。


结构胶韧性要求

新能源汽车在行驶的过程中会面临颠簸 、冲击及振动等,电芯的固定粘接也要承受挤压、剥离、弯曲和疲劳等各种力的考验。在受到冲击振动时,粘接胶层的柔韧性显得尤为重要,而结构胶的柔韧性可以通过断裂伸长率和是弹性模量来考察。


结构胶耐老化要求

对于胶粘剂来说,耐老化特性可以通过冷热循环和湿热老化测试来考察。可以参照GB/T7124 的相关规定测试。耐冷热循环测试不同的汽车厂家或标准有不同要求,老化条件参考汽车常用的耐老化测试 方法,可以在-40~80℃(或 90℃)高低温交变循环。


结构胶阻燃性能要求

结构胶应用于动力电池,作为汽车动力电池材料的一部分,阻燃性是基本的要求。阻燃测试考虑其应用环境,采用铝-胶-铝三明治结构胶层厚度0.5 mm进行测试,要求达到V0级。可以按照GB/T2408的规定进行测试。


结构胶电气绝缘性能要求

结构胶直接应用于电芯粘接,绝缘性也是基本要求,介电强度要大于10 kV/mm;体积电阻率要大于1×1012Ω.cm 。可以参照 GB/T 1408的相关规定测试。


结构胶导热性能

对于高强度低模量的结构粘接胶,一般不考察其导热特性。但在动力电池PACK系统中,热管理是非常重要的一个子系统,电芯的热量需要能够及时散发出去。

如果结构胶的导热系数能够在0.2 W/(m·K)以上,能够起到一定的导热散热功效[空气的导热系数约为 0.0267 W/(m·K)]。


结构胶振动台架测试

用于CTP结构电芯粘接用高强度低模量结构胶,需要对整体电池包进行振动台架测试,满足耐冲击振动要求,可以参照《GB/T 31467.3电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部:安全性要求与测试方法。


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