【干货分享】新能源汽车动力电池“用胶点”解析

目前，汽车的使用量越来越大。新能源电动汽车，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。

动力电池是新能源汽车的“心脏”，而胶黏剂是实现“心脏”持久动力的“肌膜组织”。当前，电动化浪潮席卷全球，动力电池需求呈“井喷式”爆发增长，胶黏剂市场规模也同步放大。

据了解，新能源汽车用的CTP结构电池包，在设计上省却或大幅省去中间模组部件，转而使用大量胶来连接固定电芯。这些胶类的应用主要有两大需求点：第一类为结构胶，即以结构粘接为主，兼顾一定的导热作用；第二类为导热胶，即以导热粘接为主，胶粘剂应用的目的是将电 芯工作时产生的热量导出到外部的散热部件，实现热管理的部分功能作用，兼顾结构粘接要求。

结构胶是指应用于受力结构件胶接场合，能承受较大动负荷、静负荷并能长期 使用的胶粘剂。代替螺栓、铆钉或焊接等形式用来接合金属、塑料、玻璃、木材等的 结构部件，属于长时间经受大载荷、而性能仍可信赖的胶粘剂。

导热胶主要用于完成电芯与电芯之间，以及电芯与液冷管之间的热传导，胶的具体 使用形式包括垫片、灌封、填充等。

结构胶需起到将电芯与pack壳体可靠连接、固定的作用，代替原来模组结构的机械连接，对于强度、柔韧性、耐老化、阻燃绝缘和导热性都提出了较高的性能要求。

动力电池包结构胶主要有聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶、硅胶、环氧结构胶、UV胶 和耐高温热熔胶，根据其不同的特点分别应用于不同的场景。

对于不同类型的结构胶，评价其粘接性能的具体指标有3点：接头的强度、破坏形式（内聚破坏是最理想形式，达到接头处材料最大强度）和胶的断裂伸长率（反映胶体弹性）。

导热胶主要由树脂基体（环氧树脂、有机硅和聚氨酯等）和导热填料（提高导热 性，有氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、氧化镁 （MgO）、氧化锌（ZnO）等）组成。电池包在CTP发展趋势下，电池厂商对导热胶 需求量大且有不断降本需求，同时减少结构件的设计也对用胶产生较高强度（大于 10Mpa）的粘接固定需求，因此在粘接强度、经济成本上占优的聚氨酯导热结构胶 成为主流导热用胶选择。

由于电池电芯的最佳工作温度带较窄（20-40℃），CTP结构下导热胶在电芯之 间、电芯与液冷板之间实现均衡散热，从而使得电芯温度和电芯间的温差下降1-2℃ 将极大有利于电池热管理系统。

胶粘剂在动力电池上的四大作用：

• 为动力电池提供防护效果；

• 实现安全可靠的轻量化设计；

• 热管理；

• 帮助电池应对更复杂的使用环境。

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

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：双组分丙烯酸结构胶、耐高温热熔胶

 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

圆柱形电池底部的粘接固定

• 应用：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

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

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；

• 产品推荐：导热环氧结构胶，双组分丙烯酸结构胶

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

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。

随着CTP与刀片电池技术的应用，对胶粘剂要求和用量的提高，单个PACK包胶 黏剂用量会从目前的1-2公斤呈现较高倍数的增长，单pack价值量也会从200-300元 增长至400-900元。

值得注意的是，由于新能源汽车、动力电池的产品特性，对胶黏剂、胶黏材料的性能要求也与传统胶黏材料有所区别。动力电池技术处于急速迭代升级之中，新产品不断涌现，研发与之适应的胶黏新材料，对于提升动力电池能量密度、安全性、循环寿命和轻量化都不可或缺。

近年来，特种功能性胶膜、胶黏剂产业发展迅速，整体是趋向专业化、差异化和高性能化，尤其是动力电池产业的快速发展，也带动了国内该领域企业的技术创新力度和产品创新速度。

文章来源：《胶界》  声明：涂布之家以尊重原创、共同服务行业为原则。