动力电池需要什么样的聚氨酯?亨斯迈拿捏住了

高分子不简单 2023-10-13
1763 字丨阅读本文需 5 分钟

亨斯迈携“动力电池聚氨酯解决方案”亮相中国国际电池包壳体与电池结构创新发展论坛,该方案以聚氨酯材料为汽车动力电池开出“新配方”,聚焦减重、效率、安全问题,赋能新一代电动汽车动力电池。

1、动力电池对聚氨酯的需求

由于锂离子电池的电化学储能装置的需求不断增长,对于大型应用例如电网存储和电动交通工具,经常使用串并联阵列连接的多个单元,让单体构成电池组,而安全性是大型单元持续存在的问题。如充放电过程中单元容易因热胀冷缩而发生形变、车辆运行过程中因震动而造成的相互挤压、单个电池的热失控状态引起相邻电池单元的热失控传播问题等。

因此在动力电池组件中使用的电池衬垫或缓冲垫必须具备足够硬度以保持部件固定到位;必须拥有高压缩复原特性以应对电池使用过程中的尺寸变化;必须拥有较好的保温性能来减少组件之间的热传导率,而聚氨酯材料独特的软硬段嵌段共聚的结构赋予了其优秀机械性能,以及非常宽的硬度可调节范围,其在锂离子电池恶劣的使用工况下依旧可以提供可靠的缓冲、隔振和密封性能,是其他弹性体产品无法替代的。

亲质、坚硬、导热高效的聚氨酯电池外壳正在逐渐受到青睐。通过拉挤成型工艺将聚氨酯材料和玻璃纤维或碳纤维可制成模块化、轻质且坚固的电池外壳,为电池组减重同时可封装更多锂离子电池单元;在电池外壳中,填入基于聚氨酯改性的粘合剂和缝隙填料,改善从电芯到冷却设备的热传递,提高电池的导热性,带来更高性能表现。

2、亨斯迈聚氨酯解决方案三大优势

新能源汽车电池整体犹如一个“巨型三明治”,由电芯上盖、电芯、下底护板/托盘三部分构成。为了有效保护电池组件,亨斯迈聚氨酯系统解决方案从电池盖板/底托盘、电池封装、汽车/电池底护板三大部件入手,通过由内而外的材料重置为动力电池轻量化、高效和安全赋能:

玻璃纤维增强复合材料帮助提高电池盖板/底护板耐热性,满足严格的热失控要求。

灌封泡沫和灌封胶用于电池封装,提供优良力学、隔热和减振性能。

聚氨酯泡沫和长玻璃纤维注射成型芯材,减少厚度,助力电池轻量化提高强度和刚性,提升抗损伤性。

亨斯迈集团研发了创新技术,通过回收废弃塑料,裂解成小分子聚酯多元醇,制成聚氨酯保温材料,可大幅降低聚酯多元醇的碳足迹。

盛恩善博士提到了在新能源汽车领域,亨斯迈集团致力于开发新能源汽车所需的关键部件,包括电池的结构件、电池单元、电解液和防护底层,以降低碳排放。他在阐述时称,"新能源汽车的未来取决于创新的新材料。我们可能不直接制造新能源,但我们可以通过创新材料为其提供支持。"

亨斯迈在开发基于MDI的聚氨酯技术方面有超过60年的经验,此次发布”动力电池聚氨酯解决方案“有三大优势:

1,轻量化-减轻行囊。汽车减重即减碳,亨斯迈聚氨酯系统解决方案以出色的强度和刚性为动力电池带来完美保护,同时兼具轻便特点,有效助力动力电池减轻重量延长续航时间,助力汽车可持续发展。

2,更高效--高速生产。用于动力电池盖板/底托盘的聚氨酯系统料,可基于多种工艺生产,为客户提供了丰富的制造选择缩短制造周期,轻松实现量产,整体降低生产成本。

3,更安全--出行无忧。电池安全是新能源车安全的核心,亨斯迈聚氨酯解决方案耐机械冲击、挤压、碰撞提高电池结构强度阻燃佳、隔热、高效绝缘保护电池寿命和稳定性为驾乘人员提供安全保障。

CTP、4680等工艺创新提升动力电池能量密度的同时,动力电池安全性和可靠性也应协同提升。以宁德时代发布的麒麟电池为例,麒麟电池体积利用率高达72%,能量密度高达255Wh/kg,拥有快充功能,整体效能大幅提升。麒麟电池通过设立弹性夹层、改变水冷板结构、智能利用底层空间等方式实现了电池更安全、更长续航里程、实现快充等性能提升,电池结构的改变也伴随着相关材料的升级与增长。

动力电池组件中使用的电池衬垫或缓冲垫必须具备足够硬度以保持部件固定到位;必须拥有高压缩复原特性以应对电池使用过程中的尺寸变化;必须拥有较好的保温性能来减少组件之间的热传导率,而聚氨酯材料独特的软硬段嵌段共聚的结构赋予了其优秀机械性能,以及非常宽的硬度可调节范围,其在锂离子电池恶劣的使用工况下依旧可以提供可靠的缓冲、隔振和密封性能,是其他弹性体产品无法替代的。

通过拉挤成型工艺将聚氨酯材料和玻璃纤维或碳纤维可制成模块化、轻质且坚固的电池外壳,为电池组减重同时可封装更多锂离子电池单元;在电池外壳中,填入基于聚氨酯改性的粘合剂和缝隙填料,改善从电芯到冷却设备的热传递,提高电池的导热性,带来更高性能表现。

以”麒麟电池“为代表的新一代高性能动力电池在隔热、轻量化、绝缘等方向上的升级将会给聚氨酯和LIFSI材料带来发展和投资机遇。亲质、坚硬、导热高效的聚氨酯电池外壳正在逐渐受到市场青睐。

文章来源: 专塑视界,复材生态圈

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