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除了石墨烯 动力电池还应用了哪些材料?  

2016-08-16 10:00:11|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 最近锂电池被上述新闻刷爆了,一个是新能源的风口——新能源汽车,一个是材料的风口——石墨烯,二者强强联合必然引起大浪。明星新材料石墨烯又一次展现了优势,使得动力电池实现了快充。站在风口新能源汽车,已经引起了大众的关注,我们不禁会想除了石墨烯,还有哪些材料已经应用于动力电池了呢?

  材料的选择必然是基于解决新能源汽车遇到的问题与挑战。作为新能源汽车的“心脏”,动力电池面临哪些安全问题呢?动力电池将几十度甚至上百度的电集中在一个小容器中,在这种情况下保证电池安全性不仅需要高质量的正极材料、负极材料、隔膜、电解液等电池原材料,同时对于电池和电芯的包装也需要较高的技术。比如电池的散热、防撞击、阻燃和防水性能。

  动力电池的电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关,温度对于锂电池的充放电性能影响较大。当电池温度超过95℃时,电池寿命会大大缩短,甚至会使电池隔膜熔融造成短路引发电池起火等安全问题。

  大部分电芯和外壳基本都没有固定措施,当电池受到撞击时严重时会出现极耳断裂,电极短路引发起火等危险。因此对于防撞性能要求很高。

  电池内进入微量水就会引起电解质LiF6反应产生HF,HF会溶解正极活性物质,使电池容量损失。水分增加,会产生大量的HF气体使得电池膨胀甚至炸裂。电池在使用过程中,环境中的水分会慢慢渗入电芯内部,引起安全事故。

  电池应用对防撞击性能要求越来越高,普通的电池包装方式已经不能满足其要求。而大部分电芯和外壳基本都没有固定措施,当电池受到撞击时严重时会出现极耳断裂,电极短路引发起火等危险。

  为了应对这些挑战,行业从业者们进行了大量的探索,希望找到一种具有较好的高低温性能,防水性能,韧性,阻燃性等特性的材料,而有机硅材料刚好集以上特性于一身。有机硅以Si-O键为主链结构,侧链通过硅原子与其他各种有机基团相连,结构决定了其兼具无机材料和有机材料性能于一身,使得它具备上述优异性能。 20世纪50年代,道康宁公司硅材料帮助航天飞机完美应对了在太空极端的环境中运行的考验。截止目前,有机硅材料已协助美国宇航局“旅行者2号”完成了近 100亿英里的飞行。可以想象,将有机硅材料应用于新能源汽车动力电池,将为新能源汽车动力电池保驾护航。道康宁作为有机硅材料的领导者,在这方面做出了开创性的工作,使有机硅材料肩负起了新的使命。

 2016年5月25日,在深圳CIBF展会期间举办的“道康宁有机硅在汽车动力电池中的应用”技术研讨会上,技术人员详尽地介绍了有机硅热管理材料TC-4525、TC-4025、粘结材料和防护材料等在汽车动力电池中的应用,并对热管理材料做了现场演示。

  下面就和大家介绍几款道康宁散热材料的性能。

  一道康宁TC-4525/TC-4515导热填缝剂

  TC-4525/TC-4515是一种在固化后柔软、可压缩的导热填缝剂,用来帮助将热量从散热器导出。TC-4525导热填缝剂的导热系数高达2.5W/m˙K,可帮助动力电池减少因接触面积小而带来的散热不良问题。

  TC- 4525在室温下会固化,而对动力电池至关重要的是,它可在高达150℃的热循环中保持产品性能的稳定性,能经受200℃的峰值温度,保持垂直位置(固化或未固化)。另外,TC-4525导热填缝剂还通过了UL94V-0阻燃等级认证,可以最大程度地避免电池组发生起火事故。除此之外,填缝剂中还掺入了 180微米的玻璃微珠,帮助更好地控制粘合层的厚度(界面厚度BLT)。

  二TC-4025/TC4015可印刷导热垫片

  TC-4025/TC4015可印刷导热垫片是双组分,1:1混合的,方便保存。它具有优良的导热性能,导热系数高达2.5W/mK,在整个使用周期中可为动力电池提供更低的热阻和稳定可靠、高品质的热管理。

  TC-4025/TC4015用作可印刷可点胶的垫片,以取代传统的预切割的垫片。和传统的预切割的垫片相比,它的面积可以更小化,为客户的电池包生产过程提供了另一种选择。

  材料本身,TC-4025/TC4015质地柔软,有良好的弹性和恢复性,能紧密地贴合在新能源汽车电池里面,保证电池时刻的有效热传递及起到减震缓冲作用。这对于行驶中的新能源汽车动力电池起到了显著的保护作用。

  TC-4025/TC4015适用于多种手工生产或自动化生产。另外,它可减少材料浪费,帮助提高生产效率。它通过固化以维持所需的应用厚度,支持返修。值得一提的是,道康宁热管理产品线中的导热粘结剂、导热灌封胶对于不同电池结构的可靠性要求,提供了多层次的解决方案。

  三QiCEA-5151

  QiCEA-5151是一款有机硅热熔胶产品,是利用热熔点胶技术、基于有机硅材料获得瞬时初始强度并固化成高强度的有机硅粘合剂,可加速产品组装的效率。这项独特的产品为电池制造向“三化”发展迈出了新的一步。

  有机硅材料与常规有机热熔胶相比,具有更长的粘接操作时间和高温工作时间、气味低、挥发成分含量低等优点。它在室温下快速冷却固化,成为坚固、柔韧、不用底涂即可与常见塑料和金属基材粘结的弹性聚合物,具有窄边框贴合、初始粘接强度高和固化后粘结力强等特点。

  在道康宁的领导下,有机硅肩负起新的使命——为新能源汽车动力电池安全保驾护航,我们一起见证有机硅材料开启新的历史征程。除了石墨烯 动力电池还应用了哪些材料? - 节能(电)改变生活 - 节能改变生活-专业节能博客

 
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