提高电池性能的材料

提高电池性能的材料

尽管电动汽车 (EV) 的实用性在过去十年中取得了长足进步，但在提高产量和降低成本方面仍有许多工作要做。 这一挑战的核心是电池系统，设计人员必须尝试平衡成本、功率和重量等竞争限制，以优化车辆性能。 通常最有希望的解决方案路径在于电池组组装，其中每次设计迭代都必须考虑热管理、对电磁和射频干扰 (EMI/RFI) 的敏感性以及环境/物理压力的潜在权衡。 MG Chemicals 拥有广泛的材料解决方案组合，涵盖电池系统中遇到的常见挑战。

用于粘合和保护的功能性粘合剂

粘合剂的主要功能是充分粘合两个表面以提供功能性机械支撑。 然而，具有阻燃性和导热性等次要特性的特种粘合剂具有在电池组组件中使用时有价值的附加特性。 这些粘合剂还通过消除焊接提高了抗热震性并减轻了电池重量。

结构胶和热胶

电动汽车的主要电池类型是锂离子电池，主要是由于其高能量密度和长寿命。 但是，这种电池的缺点是如果电池被刺破或充电不当，可能会引发火灾。 为降低这种风险，设计人员使用我们的 9200FR 等阻燃材料在电池组周围构建防火墙，以防止火势蔓延。 这种粘合剂是一种 2 部分阻燃结构环氧树脂，具有出色的粘合强度，并通过了美国保险商实验室 (Underwriter Laboratories) 的 UL94 V-0 认证。 它也是沿冷却槽用于粘合模块的 PET 薄膜的绝佳替代品，无论是圆柱形还是棱柱形阵列。

热管理是电池组的一个关键设计参数，因为模块的单个电池在充电过程中会升温，需要快速有效的散热。 使用导热粘合剂（例如我们的 8329TFF 和 8349TFM）将模块在电池组阵列中粘合在一起，这些粘合剂有助于有效地将热量横向传出电池组并调节温度。 这些材料将模块连接到冷板，并可用作封装顶部和盖子之间的间隙填充物以帮助散热。

图1：带结构胶的电池组（左）和带导热胶的电池阵列（右）层图

用于降噪的导电涂层

导电涂料是含有镍、铜和银等导电填料的单组分或双组分系统，粘合剂系统是大多数工业涂料的标准配置。 这些涂层是一种快速简便的塑料金属化方法，主要用于两个目的：屏蔽电气设备免受 EMI/RFI 和创建痕迹。 对于电池组，设计人员必须保护电池免受车辆内外相邻设备的影响，以防止串扰和后续故障。 我们的 1AR 和 2AR 等导电涂层可应用于电池组盖和外壳组件的内部，以阻挡外部磁场和电场的干扰。 这些涂层使汽车制造商能够从重金属电池外壳转向轻质塑料，从而减轻整体重量并提高效率。 此外，这些导电涂层降低了活性材料与电池壁铝箔之间的电阻，从而提高了充电和放电性能。

图 2：沿电池壁的导电涂层

保护

车辆部件暴露在各种污染物中，从车内循环的液体到来自外部环境的盐分和其他腐蚀性元素。 为确保 EV 电池的使用寿命，应用涂层和树脂来保护部分免受腐蚀、冲击和电弧。 我们的 4223F、4225、4200UV 和 4226A 等介电涂层用于涂覆电子元件，例如印刷电路板、母线和冷板，这些元件容易因腐蚀或电弧而失效。

像我们的 834B 和 834HTC 灌封化合物这样的液态树脂固化成坚硬的刚性表面，可用于填充电池之间的间隙并确保一切都牢固地固定在适当的位置。 灌封化合物既具有导热性又具有阻燃性，有助于防止在着火时出现过热和不受控制的火灾。

图 3：电池组电路板上的保形涂层

结论

通过使用特殊材料提高电动汽车 (EV) 的电池性能是一项持续的任务。 设计人员的主要任务是平衡成本、功率和重量等竞争性约束，以优化车辆性能。 MG Chemicals 提供的材料可以应对常见的电池系统设计挑战。 这包括功能性粘合剂，它们不仅可以粘合，而且还具有阻燃性和导热性等其他特性。

一个例子是 2FR 9200 部分阻燃结构环氧树脂，它具有出色的粘合强度，并通过了美国保险商实验室 (Underwriter Laboratories) 的 UL94 V-0 认证。 它可以用来在电池组周围建立防火墙，以防止火势蔓延。 另一种关键材料是导电涂层，如我们的 841AR 和 842AR，可应用于电池组盖和外壳组件的内部，以阻挡外部磁场和电场的干扰。 这些涂层使汽车制造商能够转向使用轻质塑料，以减轻整体重量并提高效率。