中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來，因鋰離子電池“熱失控”而引發(fā)的電動(dòng)汽車起火和爆炸事故屢見報(bào)端。熱管理引發(fā)廣泛關(guān)注，成為現(xiàn)階段的一個(gè)研究熱點(diǎn)。如何有效保證動(dòng)力鋰電池的散熱性、安全性等也成為懸在整車廠和動(dòng)力電池企業(yè)頭上的“達(dá)摩克利斯之劍”。
太冷太熱都不行 電池?zé)峁芾砗苤匾?/strong>
我國幅員遼闊，南北兩端跨緯度近50°，氣候迥異。電動(dòng)汽車在寒冬酷暑中能否正常、安全地行駛呢？這與車上搭載的動(dòng)力電池有著莫大的關(guān)系。
動(dòng)力電池的性質(zhì)深受溫度因素的影響，放電效率隨溫度的變化而變化，從而影響到電動(dòng)汽車的性能。目前鋰電池的工作溫度范圍寬為-20℃-60℃。在低溫環(huán)境下，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程會(huì)出現(xiàn)明顯的縮減，更有甚者損失過半里程，連為“冷冰冰”的電池充電也是件困難的事。而高溫情況下，若沒有合適的散熱方案，電池包內(nèi)各處溫度將出現(xiàn)較大差異，影響電池單體的一致性并引發(fā)一系列的后續(xù)問題。其中較為嚴(yán)重的是電池過充導(dǎo)致“熱失控”，進(jìn)而使電動(dòng)汽車著火、爆炸。一言概之，電池溫控和電控性能比較差的電動(dòng)汽車，冬天在極北之地“病怏怏”，夏天在赤道可能“隨時(shí)爆炸”。
上述問題的出現(xiàn)無疑考驗(yàn)了動(dòng)力電池溫控系統(tǒng)的可靠性。如何避免這些問題的出現(xiàn)呢？廠家需要對(duì)電池進(jìn)行熱管理，電池的加熱和散熱都很重要。前者涉及的主要是冷啟動(dòng)、續(xù)航里程還有動(dòng)力性，后者涉及電池系統(tǒng)質(zhì)保壽命和整車的安全性。將電池包溫度控制在合理的范圍內(nèi)（過低或過高都不行）才能使電池發(fā)揮最佳的性能和壽命，才能保證電動(dòng)汽車的行車安全。
從傳熱介質(zhì)的角度加以劃分，熱管理系統(tǒng)可以分為：空氣冷卻式熱管理、液體冷卻式熱管理和相變蓄熱式熱管理，不同的系統(tǒng)效果不同。為了解決電池低溫充電難和容量低的問題，多數(shù)廠家會(huì)采用特殊材料包裹保溫的策略。而防止因?yàn)楦邷囟鴰淼陌踩[患發(fā)生可以使用熱管理材料，它能夠很好地解決電池加熱、散熱的問題。道康寧的TC-4525等就是這樣一類產(chǎn)品。
電池市場(chǎng)發(fā)展快 如何有效避免事故
動(dòng)力電池市場(chǎng)的發(fā)展十分快速，1-4月出貨量達(dá)3.42GWh，同比增長238%。作為有機(jī)硅行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，為避免電動(dòng)汽車出現(xiàn)安全事故，道康寧為動(dòng)力電池的熱管理提供了多種解決方案。2016年5月25日，在深圳CIBF展會(huì)期間舉辦的“道康寧有機(jī)硅在汽車動(dòng)力電池中的應(yīng)用”的技術(shù)研討會(huì)上，技術(shù)人員詳盡地介紹了有機(jī)硅熱管理材料TC-4525、TC-4025、粘結(jié)材料和防護(hù)材料等在汽車動(dòng)力電池中的應(yīng)用，并對(duì)熱管理材料做了現(xiàn)場(chǎng)演示。
下面我們來看看幾款性能優(yōu)異的產(chǎn)品。
道康寧有機(jī)硅助力動(dòng)力電池發(fā)展
一、道康寧TC-4525/TC-4515導(dǎo)熱填縫劑
TC-4525/TC-4515是一種在固化后柔軟、可壓縮的導(dǎo)熱填縫劑，用來幫助將熱量從散熱器導(dǎo)出。TC-4525導(dǎo)熱填縫劑的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)2.5W/m·K，可幫助動(dòng)力電池減少因接觸面積小而帶來的散熱不良問題。
TC-4525在室溫下會(huì)固化，而對(duì)動(dòng)力電池至關(guān)重要的是，它可在高達(dá)150℃的熱循環(huán)中保持產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性，能經(jīng)受200℃的峰值溫度，保持垂直位置（固化或未固化）。另外，TC-4525導(dǎo)熱填縫劑還通過了UL94 V-0阻燃等級(jí)認(rèn)證，可以最大程度地避免電池組發(fā)生起火事故。除此之外，填縫劑中還摻入了180微米的玻璃微珠，幫助更好地控制粘合層的厚度（界面厚度BLT）。
二、TC-4025/TC4015可印刷導(dǎo)熱墊片
TC-4025/TC4015可印刷導(dǎo)熱墊片是雙組分，1：1混合的，方便保存。它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)2.5W/mK，在整個(gè)使用周期中可為動(dòng)力電池提供更低的熱阻和穩(wěn)定可靠、高品質(zhì)的熱管理。
TC-4025/TC4015用作可印刷可點(diǎn)膠的墊片，以取代傳統(tǒng)的預(yù)切割的墊片。和傳統(tǒng)的預(yù)切割的墊片相比，它的面積可以更小化，為客戶的電池包生產(chǎn)過程提供了另一種選擇。
材料本身，TC-4025/TC4015質(zhì)地柔軟，有良好的彈性和恢復(fù)性，能緊密地貼合在新能源汽車電池里面，保證電池時(shí)刻的有效熱傳遞及起到減震緩沖作用。這對(duì)于行駛中的新能源汽車動(dòng)力電池起到了顯著的保護(hù)作用。
TC-4025/TC4015適用于多種手工生產(chǎn)或自動(dòng)化生產(chǎn)。另外，它可減少材料浪費(fèi)，幫助提高生產(chǎn)效率。它通過固化以維持所需的應(yīng)用厚度，支持返修。值得一提的是，道康寧熱管理產(chǎn)品線中的導(dǎo)熱粘結(jié)劑、導(dǎo)熱灌封膠對(duì)于不同電池結(jié)構(gòu)的可靠性要求，提供了多層次的解決方案。
三、QiC EA-5151
QiC EA-5151是一款有機(jī)硅熱熔膠產(chǎn)品，是利用熱熔點(diǎn)膠技術(shù)、基于有機(jī)硅材料獲得瞬時(shí)初始強(qiáng)度并固化成高強(qiáng)度的有機(jī)硅粘合劑，可加速產(chǎn)品組裝的效率。這項(xiàng)獨(dú)特的產(chǎn)品為電池制造向“三化”發(fā)展邁出了新的一步。
有機(jī)硅材料與常規(guī)有機(jī)熱熔膠相比，具有更長的粘接操作時(shí)間和高溫工作時(shí)間、氣味低、揮發(fā)成分含量低等優(yōu)點(diǎn)。它在室溫下快速冷卻固化，成為堅(jiān)固、柔韌、不用底涂即可與常見塑料和金屬基材粘結(jié)的彈性聚合物，具有窄邊框貼合、初始粘接強(qiáng)度高和固化后粘結(jié)力強(qiáng)等特點(diǎn)。
總結(jié)：
未來，電動(dòng)汽車的發(fā)展前景將會(huì)愈加廣闊，動(dòng)力電池亦然。合適、穩(wěn)定的溫度對(duì)動(dòng)力電池的重要性毋庸強(qiáng)調(diào)。總的來說，良好的熱管理材料可使電池的工作環(huán)境趨向“冬暖夏涼”，讓電動(dòng)汽車多一層安全保障。有了安全，才能謀得更長遠(yuǎn)的發(fā)展?？梢灶A(yù)見，熱管理材料將為中國新能源汽車和動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的騰飛添磚加瓦。
