汽车动力电池的基本构成 各种电池的性能对比

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。