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浅谈电动汽车锂电池解决方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-13 14:01:03   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:381

  电动汽车,是解决能源、环境、城市交通等问题的一个主流趋势,也是未来汽车产业发展的一个主要方向。
 

  现状
  当下,家用的混合动力汽车,纯电动汽车已在大地区投入使用;电动公共汽车、巡逻车、接待车、搬运车、摆渡车等,已经在各行业得到广泛普及。燃料电池汽车、生物能源汽车等洁净能源汽车已正在如火如荼的研发设计中,未来必将成为主流。
  

  政策
  我国新能源汽车的发展前景无限开阔。近10年来,国务院不断加大对其资金的投入,包括对技术进步、技术改造专项基金、支持重点汽车生产企业等。各城市也在不断在政策、发展规划、基础设施建设,消费补贴,等环节积极参与新能源汽车的普及推广中。
  格局
  传统汽车产业链涉及一百多个产业,新能源汽车是在传统汽车产业链的基础上进行延伸。当前,多数国家将重点放在发展纯电动车上。上游主要增加了锂离子电池、电机及控制系统、汽车整车控制系统,下游则增加了充电设施、电池回收等产业。
  核心
  在纯电动汽车(EV)的成本构成中,电力驱动系统(包括动力电池系统和电机驱动系统),占比达到整车的50%以上。其中,锂电池是关键之一,故有“得锂者得天下”的呼声。
  而胶粘剂是实现电力驱动系统稳定、高效、持久、安全工作的一个核心因素之一。
  汽车动力电池的基本构成
 

  汽车动力电池简介
  目前主流的汽车动力电池是:三元锂和磷酸铁锂电池。三元锂电池具有能量密度高、低温性能好、可靠性高、寿命长、电池续航也更长等特点,但造价偏高;而磷酸铁锂电池成本低、便于汽车量产且电池易于回收,安全性较三元锂高,但续航上逊于三元锂电池。
  各种电池的性能对比

 

  1软包电池
  (1)安全性能好:软包电池在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开,而不像钢壳铝壳电芯那样会发生爆炸。
  (2)重量轻:软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。
  (3)容量大:采用软包装节约体积20%以上,比容量提高50%。
  (4)内阻小:软包电池的内阻较锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电。
  (5)设计灵活:外形可变任意形状,可以做更薄,可根据客户的需求定制,开发新的电芯型号。
  (6)一致性较差。
  (7)成本较高,通过规模化生产解决。
  (8)漏液,通过提升铝塑膜质量来解决 。
  2圆柱电池
  (1)自动化生产工艺成熟,产品良率高,pack成本较低。
  (2)采用圆柱形的电池组一致性强,电池组能量密度较高。
  (3)电池小、电池组散热面积大,散热性能优于方型电池。
  (4)生产工艺成熟,电池一致性较高。
  (5)人们普遍担心其中一只电池出现问题,就会影响整车的供电,轻者造成电动汽车趴窝,重者造成各种事故。
  3方形电池
  (1)壳体采用铝合金、不锈钢等,内部采用卷绕式或者叠片式。
  (2)对电芯的保护作用强于铝塑膜电池,电芯安全性相对圆柱型电池有较大改善。
  (3)壳体较重导致电池组能量密度有限,自动化生产程度低,产品良率低,一致性较差。
  动力电池用胶解决方案
  胶粘剂在动力电池上的四大作用:
  1.为动力电池提供防护效果;
  2.实现安全可靠的轻量化设计;
  3.热管理;
  4.帮助电池应对更复杂的使用环境。
  动力电池组装用胶点解析

  软装电池组装用胶解析
  

  电芯与电芯之间的粘接——结构粘接
  基材:铝板和外包PET膜
  要求:粘接定位,导热,与PET膜和铝板粘接性好
  解决方案:
  双组份聚氨酯结构胶
  单组份有机硅胶
  双组份硅胶
  产品特点:
  双组份聚氨酯结构胶:耐高低温性能好,固化物胶层柔韧,收缩率低,耐冲击性好,粘接强度高。
  单组份导热硅胶:涂覆方便,粘接性良好,但是大面积使用固化慢或内部不固化。
  双组份硅胶:需要施胶设备,若使用小包装,成本高,但是大面积使用内外都可以固化粘接。
  圆柱形电池组装用胶解析
  

  浅谈电动汽车锂电池解决方案
  1) 导电片与模组壳体的粘接
  基材:PC片和镍片/铝片 镍片/铝片和ABS/PC
  要求:粘接定位,耐温-40℃~85℃ 快速定位;
  推荐产品:
  第四代丙烯酸结构胶
  耐高温热熔胶
  产品特点:
  第四代丙烯酸结构胶:低气味,适合小空间大量使用,耐疲劳性能好;耐高温热熔胶:及时粘接性能优异,但需要特定的施胶设备;
  2) 电芯灌封
  要求:导热,固定电芯,减震,阻燃,增加安全性,低密度
  产品推荐:
  双组份导热硅胶
  产品特点:
  有机硅导热灌封胶,胶层柔韧,减震效果好,导热系数可调节,但整体灌封大幅增加电池组重量,并增加成本。
  3)圆柱形电池底部的粘接固定
  线束隔离板,焊点位置保护胶
  要求:阻燃,低气味,对铜,铝,PVC,PP,硅胶材料无腐蚀性,尽可能快速固化
  产品推荐:
  阻燃黄胶,UV胶,环氧保护胶
  产品特点:
  黄胶:阻燃级别可以达到V0,对多种基材都有良好粘性,但介电损耗高,是溶剂胶,不环保。
  UV胶:可快速固化,透明美观,对金属和塑料附着力好,但阻燃性达到V0较难。
  环氧胶:耐热性、电气特性、抗药品性好,优异的粘接性能,但固化速度受众多因素影响。
  4)圆柱电池支架固定
  性能要求:耐老化性能优异,柔韧性能好
  产品推荐:丙烯酸结构胶
  性能特点:低气味,高韧性,耐疲劳,粘接强度高,对多种基材附着力好
  方形电池组装用胶解析

  1) 壳体粘接
  基材:铝合金壳体/铝塑膜包覆Pp/铝材/PC
  要求:快速定位,基材间粘接良好;
  产品推荐:
  耐高温热熔胶
  产品特点:
  初粘性好,定位速度快,能实现良好粘接,但是需要特殊的施胶设备
  2) PA
  要求:两基材之间的粘接强度在5MPa以上,耐振动,在-40℃~85℃的温度范围内,耐冲击性好。操作时间控制在30-40分钟内
  产品推荐:
  环氧结构胶
  第四代丙烯酸结构胶
  产品特点:
  环氧结构胶:韧性好,抗冲击性能好,适合多种材质的粘接;
  第四代丙烯酸结构胶:低气味,耐疲劳,适合小面积大量使用
  3) 底板与电芯之间的导热
  要求:环保,具有触变性,导热性好,室温下能快速固化;
  产品推荐:
  环氧结构胶
  第四代丙烯酸结构胶
  产品特点:
  环氧结构胶:韧性好,抗冲击性能好,适合多种材质的粘接。
  第四代丙烯酸结构胶:低气味,耐疲劳,适合小面积大量使用。
  汽车动力电池其它用胶点
  BMS电池管理系统
  电路板涂覆
  

  要求:单组份,可刷涂,立面不流淌,可操作时间长。
  产品推荐:单组份硅胶
  产品特点:单组份硅胶适合浅层涂覆,靠湿气固化,可操作时间长,但是不是每一家都有BMS系统。
  箱体密封
  要求:低强度,易拆卸,慢表干,较高伸长率。
  产品推荐:单组份硅胶、MS胶
  产品特点:
  单组份有机硅:慢表干,断裂伸长率好,但是不易拆卸。
  MS胶:弹性胶,粘接性比单组份的有机硅好,但是耐水性较有机硅差,难拆卸。
  电池的螺纹锁固
  要求:能满足要求的振动,机械冲击,跌落,翻转,模拟碰撞等测试。
  产品推荐:厌氧螺纹锁固胶
  产品特点:多种型号,能满足不同的粘接强度要求,耐振动性、耐温性好。
  铭牌粘接
  基材:大部分是铝合金和表面经过处理的钢铁件。
  要求:耐振动,胶层有韧性,初粘力强,胶黏剂具有一定的触变性,对基材粘接力好。
  产品推荐:丙烯酸结构胶、低温固化环氧胶。
  产品特点:丙烯酸结构胶:胶体可立面施胶,耐振动抗疲劳性好,能对基材很好粘接,但是成本较高。
  低温固化环氧胶:在较低温度下也可较快固化,耐油耐化学介质性好,但胶层偏硬。
  
 
关键词: 浅谈 锂电池 电动汽车


 
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