漢高針對(duì)電芯、電池模組及電池包提供粘接、連接、保護(hù)與導(dǎo)熱材料,為電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與控制元件的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航,目前,漢高推出了兩款新的保護(hù)涂層產(chǎn)品:樂(lè)泰Loctite EA 9400和樂(lè)泰Loctite FPC 5060,用以保護(hù)電池外殼免受熱量和火災(zāi)的影響,兩種產(chǎn)品均可通過(guò)“噴涂”或“平流”方式涂覆,與自動(dòng)化點(diǎn)膠系統(tǒng)兼容。
2022年11月16日,由蓋世汽車主辦,上海虹橋國(guó)際中央商務(wù)區(qū)管委會(huì)、上海閔行區(qū)人民政府指導(dǎo),上海南虹橋投資開(kāi)發(fā)(集團(tuán))有限公司協(xié)辦的2022第二屆汽車動(dòng)力電池論壇上,漢高粘合劑技術(shù),新能源汽車大中華區(qū)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監(jiān)侯春嶸特別介紹,樂(lè)泰Loctite FPC 5060是一種單組分、水基、無(wú)機(jī)材料,當(dāng)暴露于火焰時(shí)不會(huì)形成任何煙霧,正因此,在涂覆過(guò)程中需要比9400更厚。
漢高粘合劑技術(shù),新能源汽車大中華區(qū)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監(jiān) 侯春嶸
以下是演講內(nèi)容整理:
首先介紹一下漢高,漢高是老牌德國(guó)企業(yè),至今有146年的歷史,業(yè)績(jī)貢獻(xiàn)主要來(lái)自于粘合劑業(yè)務(wù),2021年總營(yíng)業(yè)收入200億歐元,超過(guò)一半的份額都來(lái)自于粘合劑業(yè)務(wù)。
全球而言,漢高有超過(guò)5萬(wàn)名員工,基本上覆蓋了各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,包括電子、汽車、建筑、航空航天等行業(yè),我來(lái)自漢高汽車零部件事業(yè)部,我們汽車零部件事業(yè)部針對(duì)四個(gè)細(xì)分市場(chǎng):1、新能源細(xì)分市場(chǎng):包含新能源所涉及到的三電零部件;2、汽車電子市場(chǎng):包含連接器,傳感器等相關(guān)零部件;3、傳統(tǒng)動(dòng)力總成:車身密封材料,包括車燈、內(nèi)飾件等部分;4、處理以及清洗機(jī):涉及到電池包生產(chǎn)前端,對(duì)一些殼體、金屬件進(jìn)行表面處理或清洗。
今天分享漢高的粘合劑產(chǎn)品在動(dòng)力電池上的應(yīng)用方案,漢高的粘合劑產(chǎn)品并不僅局限于應(yīng)用在動(dòng)力電池領(lǐng)域,在新能源行業(yè)也有覆蓋三電的應(yīng)用解決方案。
下圖是漢高粘合劑在動(dòng)力電池領(lǐng)域的產(chǎn)品譜系,第一種是用在電芯上面的Electrode Conductive Coatings(電極導(dǎo)電涂層)材料,導(dǎo)電涂層類產(chǎn)品為了粘連電芯中的電極,目前已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)電池產(chǎn)線;第二種叫做Compression Pads,類似于像緩沖,起到緩振、隔熱的效果;第三種叫做Battery Cell Assembly Adhesives(電芯組裝膠粘劑),是電芯層面會(huì)用到的結(jié)構(gòu)粘貼膠,隨著電池包模組設(shè)計(jì)的演變(模組化形式到CTB/CTC),這類材料會(huì)用的更多。
第四種是Fire Protective Lid Coatings(防火涂料),第五種是Gasketing of Battery Pack Housing(電池組外殼墊片),屬于密封膠產(chǎn)品,最大的優(yōu)勢(shì)在于可以在線發(fā)泡,大大提升了生產(chǎn)節(jié)拍和效率,用可拆裝和不可拆裝兩種方式進(jìn)行密封粘接。其他還有結(jié)構(gòu)增強(qiáng)類的對(duì)應(yīng)膠類產(chǎn)品,可以使電池包的密封性進(jìn)一步提升,以及導(dǎo)熱相關(guān)的產(chǎn)品。
總而言之,漢高有八大類在動(dòng)力電池上的粘合劑產(chǎn)品應(yīng)用方案。
圖片來(lái)源:漢高
基于目前整個(gè)行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn),漢高對(duì)整個(gè)膠類的設(shè)計(jì)又做了三大類的設(shè)計(jì)區(qū)分:第一大類是導(dǎo)熱,和熱管理相關(guān);第二大類是電芯的結(jié)構(gòu)粘接,以及絕緣涂層;第三大類和安全相關(guān),和防火相關(guān)的涂層類產(chǎn)品。
漢高在電池領(lǐng)域的產(chǎn)品線是很全面的,包含導(dǎo)電涂層,絕緣涂層,導(dǎo)熱膠,密封膠和防火涂層,這些產(chǎn)品大部分都是量產(chǎn)的,有一些還正在開(kāi)發(fā)中。為了結(jié)合客戶的實(shí)際需求,漢高會(huì)同時(shí)和客戶做對(duì)應(yīng)的前期研發(fā),充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)出全新的產(chǎn)品。
下面分解成不同的具體材料,舉例說(shuō)明漢高目前的產(chǎn)品特性。
首先是Thermal Gap Filler,也就是導(dǎo)入填縫劑,目前,國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠、動(dòng)力電池廠在設(shè)計(jì)電池包的過(guò)程中在逐步地減少這類材料,但是很多合資主機(jī)廠用到這類材料會(huì)比較多。比如說(shuō),BERGQUIST TGF 3010APS這一款導(dǎo)熱填縫膠的特性是Non Silicone(硅),并具備3瓦的導(dǎo)熱系數(shù)和高擠出速率。
針對(duì)國(guó)內(nèi)的企業(yè),漢高主要推的是TGF 2200APS和TGF 3200APS,符合行規(guī),也可以非常嚴(yán)格地控制硅氧烷的含量,進(jìn)一步降低有機(jī)硅的小分子揮發(fā)。
下圖中的第二款產(chǎn)品TGF 2010APS是2瓦的非硅材料,這是3瓦非硅材料的更新版本。總之,這四類產(chǎn)品組成了漢高目前在動(dòng)力電池上,尤其是仍然采用模組化設(shè)計(jì)的電池包,所要用到的產(chǎn)品。
圖片來(lái)源:漢高
第二大類是導(dǎo)熱粘合膠,隨著CTB、CTC的發(fā)展,電池包越來(lái)越多采用無(wú)模組、大模組的形式,要解決電芯和冷板、電芯和側(cè)板/端板之間的粘接問(wèn)題,同時(shí)又要實(shí)現(xiàn)熱管理和導(dǎo)熱功能,這就會(huì)用到導(dǎo)熱粘接膠。
從導(dǎo)熱系數(shù)看,漢高提供的產(chǎn)品目前有不同的導(dǎo)熱系數(shù)(1瓦~3瓦),其中3瓦是技術(shù)難度比較高的導(dǎo)熱膠產(chǎn)品,填料非常復(fù)雜,如何在高填料比例下實(shí)現(xiàn)性能,同時(shí)將模量控制在合理的范圍內(nèi),使其具有一定的延伸率,并可以抵抗振動(dòng),這就是在技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中漢高展現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)。
第三類是涂層類產(chǎn)品,首先介紹絕緣涂層,就是用方殼電芯外的涂層。目前,大部分方殼電芯都是采用膜包覆的方式,這個(gè)過(guò)程存在一定的缺陷和風(fēng)險(xiǎn),比如脫膠,時(shí)間久了出現(xiàn)破損,失效,生產(chǎn)節(jié)拍較慢…….絕緣涂層存在的目的就是解決這些問(wèn)題。
第二類是防火涂層,也是采取在線噴涂的工藝,能夠?qū)崿F(xiàn)整體在上蓋殼體的全覆蓋,同時(shí)將厚度控制在一定范圍內(nèi),減少對(duì)電池包空間的占用。
我們目前來(lái)講有兩大類產(chǎn)品,目前,漢高推出了兩款新的保護(hù)涂層產(chǎn)品:樂(lè)泰Loctite EA 9400和樂(lè)泰Loctite FPC 5060,用以保護(hù)電池外殼免受熱量和火災(zāi)的影響,兩種產(chǎn)品均可通過(guò)“噴涂”或“平流”方式涂覆,與自動(dòng)化點(diǎn)膠系統(tǒng)兼容。
我們的歐洲實(shí)驗(yàn)室對(duì)兩種材料進(jìn)行了火燒實(shí)驗(yàn),以1000度測(cè)試為例,如果沒(méi)有加過(guò)任何防火涂層,只是進(jìn)行了一些電鍍工藝,50秒左右,電池板溫度就會(huì)超過(guò)300度。加了對(duì)應(yīng)涂層之后,EA9400可以在十分鐘內(nèi)都保護(hù)電池板處在相對(duì)穩(wěn)定的安全溫度中,而5060,由于是無(wú)機(jī)產(chǎn)品,相對(duì)于9400性能稍差,基本控制在300-400度的區(qū)間范圍內(nèi)。
在噴涂測(cè)試中,不銹鋼板上9400可以將噴涂厚度保持在0.7毫米,板材厚度在1.1毫米~1.3毫米的情況下,9400都可以實(shí)現(xiàn)10分鐘火燒低于300度的特性,鋁板相對(duì)差一點(diǎn),噴涂厚度需要從0.7毫米提升至1.2毫米。5060是無(wú)機(jī)材料,需要噴到1.5毫米以上來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。
材料一定要配合工藝才能實(shí)現(xiàn)最終的量產(chǎn)。目前,防火涂層的工藝有兩種:一種是常規(guī)噴涂,實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單,但是材料利用率相對(duì)比較低。第二種是漢高根據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的噴涂工藝,可以大幅提升整體材料的利用率,不需要用堆疊的方式覆蓋兩條噴涂線之間的接縫,可以實(shí)現(xiàn)頭對(duì)頭接縫。
漢高已經(jīng)和國(guó)際上的主流設(shè)備供應(yīng)商達(dá)成了合作開(kāi)發(fā)關(guān)系,將設(shè)備、工藝同材料相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)快速有效、無(wú)材料浪費(fèi)、無(wú)接縫的噴涂模式,更好地為客戶服務(wù)。
(以上內(nèi)容來(lái)自漢高粘合劑技術(shù),新能源汽車大中華區(qū)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監(jiān)侯春嶸于2022年11月16日由蓋世汽車主辦,上海虹橋國(guó)際中央商務(wù)區(qū)管委會(huì)、上海閔行區(qū)人民政府指導(dǎo),上海南虹橋投資開(kāi)發(fā)(集團(tuán))有限公司協(xié)辦的2022第二屆汽車動(dòng)力電池論壇上發(fā)表的《漢高粘合劑動(dòng)力電池整體解決方案》主題演講。)
來(lái)源:蓋世汽車
作者:薈薈
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