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電動汽車有機硅發泡密封方案

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瀏覽:- 發布日期:2020-03-17 11:10:05【

電池是電動汽車最重要的部件之一,其成本占整車成本的近40%。阻燃劑廠家認為作為電動汽車的動力來源,電池包性能的穩定性及安全性對整車質量至關重要,所以廠商對電池包上所用材料的標準非常高。比如用于電池包殼體密封的材料必須通過IP 68密封等級及UL 94 V0防火等級測試,這是非常具有挑戰性的。

目前,用于電池包殼體密封的主要有三種解決方案。最廣泛使用的是硅膠泡棉。它是一種固化的泡沫板,并經裁切成特定形狀。使用時需要用膠帶手工貼合,因此生產效率低,無法實現自動化生產。同時,這種方案的材料成本及人工成本都非常高。另一種解決方案是粘接密封(FIPG*),一般采用聚氨酯或有機硅雜化膠將電池包殼體的上下表面粘接在一起進行密封。兩者都對基材有良好的粘接性能,并且可以提供良好的密封性能。然而當電池需要維修時,維修人員必須破壞電池包殼體,不太方便。因此,越來越多的廠商正在考慮將FIPG替換為CIPG*(就地成型墊片)。然而CIPG的方案目前為止采用的不多。原因在于為減少電池包的質量、提高能量密度、降低成本,電池包的蓋子設計得越來越薄。但傳統CIPG產品的硬度通常太高,難以壓縮,并且容易使蓋子變形,造成密封失效。

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電池包殼體密封的最新解決方案是自動點膠型有機硅發泡膠。事實上,它一直被認為是電池包密封解決方案的新趨勢。與固態硅膠泡棉不同,它通過點膠機自動點膠,隨后在室溫或高溫下固化,并通過壓縮獲得密封效果。它可以實現自動生產,提高產能。此外,鑒于其特殊的泡孔結構,它比傳統的CIPG產品更柔軟。由于電池包尺寸很大,殼體的公差通常很高。對于傳統的橡膠墊圈,可壓縮性約為30%。如果殼體公差較高,則墊圈可能無法很好地壓縮,從而導致泄漏。而新型的有機硅發泡膠是柔軟的并且可以壓縮至50%。因此,它可以降低對電池包殼體的公差要求。

相比于其它有機硅材料,環保阻燃劑廠家分析發泡膠的技術難度也較高。這主要是因為在泡沫形成過程中有兩種反應同時發生。首先是發泡反應:羥基基團與含氫化物反應釋放氫氣。另一反應是乙烯基與氫化物反應以固化形成網絡結構。這兩個反應同時發生,并且對溫度非常敏感。如果平衡不好這兩種反應,很難得到良好的泡孔結構。例如,如果在反應初期即釋放氫氣,同時液體粘度不足以保持氫氣,則可能導致泡孔坍塌。另一方面,如果固化反應發生得太快,則網絡結構太強而使產品不能膨脹,并且還會影響發泡產品的外觀。此外,良好的泡孔結構也取決于混合設備。參與反應的兩個組分需要高剪切力才能很好地混合,并且混合過程需要在幾秒鐘內完成,因此需要特殊的動態混合設備。

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目前,業內許多廠商包括環保阻燃劑廠家泰星股份都在評估在線發泡硅膠技術,他們對材料的要求非常苛刻。首先,材料必需是阻燃的,并且獲得UL 94 V0防火等級認證。其次,有機硅發泡膠一般需要加熱固化,而由于電池包尺寸較大,建設加熱系統的費用又較高,因此產品的固化速度需要應盡可能地快,而固化溫度應盡可能地低。第三,為了獲得良好的密封性能,產品的永久壓縮變形的要求一般小于20%,甚至小于10%,這是非常困難的。最后,材料需要在老化前后都通過IP 68防水防塵測試。

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