道康寧有機硅助力動力電池發展

    近年來，因鋰離子電池“熱失控”而引發的電動汽車起火和爆炸事故屢見報端。熱管理引發廣泛關注，成為現階段的一個研究熱點。如何有效保證動力鋰電池的散熱性、安全性等也成為懸在整車廠和動力電池企業頭上的“達摩克利斯之劍”。

    太冷太熱都不行 電池熱管理很重要

    我國幅員遼闊，南北兩端跨緯度近50°，氣候迥異。電動汽車在寒冬酷暑中能否正常、安全地行駛呢？這與車上搭載的動力電池有著莫大的關系。

    動力電池的性質深受溫度因素的影響，放電效率隨溫度的變化而變化，從而影響到電動汽車的性能。目前鋰電池的工作溫度范圍寬為-20℃-60℃。在低溫環境下，電動汽車的續航里程會出現明顯的縮減，更有甚者損失過半里程，連為“冷冰冰”的電池充電也是件困難的事。而高溫情況下，若沒有合適的散熱方案，電池包內各處溫度將出現較大差異，影響電池單體的一致性并引發一系列的后續問題。其中較為嚴重的是電池過充導致“熱失控”，進而使電動汽車著火、爆炸。一言概之，電池溫控和電控性能比較差的電動汽車，冬天在極北之地“病怏怏”，夏天在赤道可能“隨時爆炸”。

    上述問題的出現無疑考驗了動力電池溫控系統的可靠性。如何避免這些問題的出現呢？廠家需要對電池進行熱管理，電池的加熱和散熱都很重要。前者涉及的主要是冷啟動、續航里程還有動力性，后者涉及電池系統質保壽命和整車的安全性。將電池包溫度控制在合理的范圍內（過低或過高都不行）才能使電池發揮最佳的性能和壽命，才能保證電動汽車的行車安全。

    從傳熱介質的角度加以劃分，熱管理系統可以分為：空氣冷卻式熱管理、液體冷卻式熱管理和相變蓄熱式熱管理，不同的系統效果不同。為了解決電池低溫充電難和容量低的問題，多數廠家會采用特殊材料包裹保溫的策略。而防止因為高溫而帶來的安全隱患發生可以使用熱管理材料，它能夠很好地解決電池加熱、散熱的問題。道康寧的TC-4525等就是這樣一類產品。

    電池市場發展快 如何有效避免事故

    動力電池市場的發展十分快速，1-4月出貨量達3.42GWh，同比增長238%。作為有機硅行業的領導者，為避免電動汽車出現安全事故，道康寧為動力電池的熱管理提供了多種解決方案。2016年5月25日，在深圳CIBF展會期間舉辦的“道康寧有機硅在汽車動力電池中的應用”的技術研討會上，技術人員詳盡地介紹了有機硅熱管理材料TC-4525、TC-4025、粘結材料和防護材料等在汽車動力電池中的應用，并對熱管理材料做了現場演示。

    下面我們來看看幾款性能優異的產品。

    一、道康寧TC-4525/TC-4515導熱填縫劑

    TC-4525/TC-4515是一種在固化后柔軟、可壓縮的導熱填縫劑，用來幫助將熱量從散熱器導出。TC-4525導熱填縫劑的導熱系數高達2.5W/m·K，可幫助動力電池減少因接觸面積小而帶來的散熱不良問題。

    TC-4525在室溫下會固化，而對動力電池至關重要的是，它可在高達150℃的熱循環中保持產品性能的穩定性，能經受200℃的峰值溫度，保持垂直位置（固化或未固化）。另外，TC-4525導熱填縫劑還通過了UL94 V-0阻燃等級認證，可以最大程度地避免電池組發生起火事故。除此之外，填縫劑中還摻入了180微米的玻璃微珠，幫助更好地控制粘合層的厚度（界面厚度BLT）。

    二、TC-4025/TC4015可印刷導熱墊片

    TC-4025/TC4015可印刷導熱墊片是雙組分，1：1混合的，方便保存。它具有優良的導熱性能，導熱系數高達2.5W/mK，在整個使用周期中可為動力電池提供更低的熱阻和穩定可靠、高品質的熱管理。

    TC-4025/TC4015用作可印刷可點膠的墊片，以取代傳統的預切割的墊片。和傳統的預切割的墊片相比，它的面積可以更小化，為客戶的電池包生產過程提供了另一種選擇。

    材料本身，TC-4025/TC4015質地柔軟，有良好的彈性和恢復性，能緊密地貼合在新能源汽車電池里面，保證電池時刻的有效熱傳遞及起到減震緩沖作用。這對于行駛中的新能源汽車動力電池起到了顯著的保護作用。

    TC-4025/TC4015適用于多種手工生產或自動化生產。另外，它可減少材料浪費，幫助提高生產效率。它通過固化以維持所需的應用厚度，支持返修。值得一提的是，道康寧熱管理產品線中的導熱粘結劑、導熱灌封膠對于不同電池結構的可靠性要求，提供了多層次的解決方案。

    三、QiC EA-5151

    QiC EA-5151是一款有機硅熱熔膠產品，是利用熱熔點膠技術、基于有機硅材料獲得瞬時初始強度并固化成高強度的有機硅粘合劑，可加速產品組裝的效率。這項獨特的產品為電池制造向“三化”發展邁出了新的一步。

    有機硅材料與常規有機熱熔膠相比，具有更長的粘接操作時間和高溫工作時間、氣味低、揮發成分含量低等優點。它在室溫下快速冷卻固化，成為堅固、柔韌、不用底涂即可與常見塑料和金屬基材粘結的彈性聚合物，具有窄邊框貼合、初始粘接強度高和固化后粘結力強等特點。

    總結：

    未來，電動汽車的發展前景將會愈加廣闊，動力電池亦然。合適、穩定的溫度對動力電池的重要性毋庸強調。總的來說，良好的熱管理材料可使電池的工作環境趨向“冬暖夏涼”，讓電動汽車多一層安全保障。有了安全，才能謀得更長遠的發展。可以預見，熱管理材料將為中國新能源汽車和動力電池產業的騰飛添磚加瓦。<