汽車動力電池的基本構(gòu)成 各種電池的性能對比

電動汽車,是解決能源、環(huán)境、城市交通等問題的一個(gè)主流趨勢,也是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)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(yùn)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(jì)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(jìn)步、技術(shù)改造專項(xiàng)基金、支持重點(diǎn)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(fèi)補(bǔ)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(gè)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(jìn)行延伸。當(dāng)前,多數(shù)國家將重點(diǎn)放在發(fā)展純電動車上。上游主要增加了鋰離子電池、電機(jī)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(jī)驅(qū)動系統(tǒng)),占比達(dá)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(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、持久、安全工作的一個(gè)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(diǎn)，但造價(jià)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

　?。?）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。

　?。?）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%。

　?。?）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。

　?。?）設(shè)計(jì)靈活：外形可變?nèi)我庑螤?，可以做更薄，可根?jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號。

　?。?）一致性較差。

　?。?）成本較高，通過規(guī)?；a(chǎn)解決。

　?。?）漏液，通過提升鋁塑膜質(zhì)量來解決 。

　　2圓柱電池

　?。?）自動化生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品良率高，pack成本較低。

　?。?）采用圓柱形的電池組一致性強(qiáng)，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。

　?。?）生產(chǎn)工藝成熟，電池一致性較高。

　?。?）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

　?。?）殼體采用鋁合金、不銹鋼等，內(nèi)部采用卷繞式或者疊片式。

　?。?）對電芯的保護(hù)作用強(qiáng)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(hù)效果;

　　2.實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì);

　　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(diǎn)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(jī)硅膠

　　雙組份硅膠

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　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(qiáng)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(diǎn)：

　　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(shí)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(diǎn)：

　　有機(jī)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(diǎn)位置保護(hù)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(hù)膠

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　黃膠：阻燃級別可以達(dá)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(dá)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(diǎn)：低氣味，高韌性，耐疲勞，粘接強(qiáng)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(diǎn)：

　　初粘性好，定位速度快，能實(shí)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(qiáng)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(shí)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(diǎn)：

　　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(diǎn)：

　　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(diǎn)

　　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(shí)間長。

　　產(chǎn)品推薦：單組份硅膠

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：單組份硅膠適合淺層涂覆，靠濕氣固化，可操作時(shí)間長，但是不是每一家都有BMS系統(tǒng)。

　　箱體密封

　　要求：低強(qiáng)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(diǎn)：

　　單組份有機(jī)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(jī)硅好，但是耐水性較有機(jī)硅差，難拆卸。

　　電池的螺紋鎖固

　　要求：能滿足要求的振動，機(jī)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(diǎn)：多種型號，能滿足不同的粘接強(qiáng)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(qiáng)，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(diǎn)：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。