干貨丨新能源汽車動力電池用膠分類、用膠點及市場解析
動力電池是新能源汽車的“心臟”，而膠黏劑是實現“心臟”持久動力的“肌膜組織”。當前，電動化浪潮席卷全球，動力電池需求呈“井噴式”爆發增長，膠黏劑市場規模也同步放大。
本文將對新能源汽車動力電池用膠及應用進行詳細的介紹。
據了解，新能源汽車用的CTP結構電池包，在設計上省卻或大幅省去中間模組部件，轉而使用大量膠來連接固定電芯。這些膠類的應用主要有兩大需求點：第一類為結構膠，即以結構粘接為主，兼顧一定的導熱作用；第二類為導熱膠，即以導熱粘接為主，膠粘劑應用的目的是將電芯工作時產生的熱量導出到外部的散熱部件，實現熱管理的部分功能作用，兼顧結構粘接要求。
結構膠是指應用于受力結構件膠接場合，能承受較大動負荷、靜負荷并能長期使用的膠粘劑。代替螺栓、鉚釘或焊接等形式用來接合金屬、塑料、玻璃、木材等的結構部件，屬于長時間經受大載荷、而性能仍可信賴的膠粘劑。
導熱膠主要用于完成電芯與電芯之間，以及電芯與液冷管之間的熱傳導，膠的具體 使用形式包括墊片、灌封、填充等。
1 結構膠
結構膠需起到將電芯與pack殼體可靠連接、固定的作用，代替原來模組結構的機械連接，對于強度、柔韌性、耐老化、阻燃絕緣和導熱性都提出了較高的性能要 求。
動力電池包結構膠主要有聚氨酯結構膠、丙烯酸結構膠、硅膠、環氧結構膠、UV膠 和耐高溫熱熔膠，根據其不同的特點分別應用于不同的場景。
對于不同類型的結構膠，評價其粘接性能的具體指標有3點：接頭的強度、破壞形式（內聚破壞是最理想形式，達到接頭處材料最大強度）和膠的斷裂伸長率（反映膠體彈性）。
2 導熱膠
導熱膠主要由樹脂基體（環氧樹脂、有機硅和聚氨酯等）和導熱填料（提高導熱 性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鎂 （MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成。電池包在CTP發展趨勢下，電池廠商對導熱膠 需求量大且有不斷降本需求，同時減少結構件的設計也對用膠產生較高強度（大于 10Mpa）的粘接固定需求，因此在粘接強度、經濟成本上占優的聚氨酯導熱結構膠 成為主流導熱用膠選擇。
由于電池電芯的最佳工作溫度帶較窄（20-40℃），CTP結構下導熱膠在電芯之 間、電芯與液冷板之間實現均衡散熱，從而使得電芯溫度和電芯間的溫差下降1-2℃ 將極大有利于電池熱管理系統。
3 動力電池用膠點解析
膠粘劑在動力電池上的四大作用：
1．為動力電池提供防護效果；
2．實現安全可靠的輕量化設計；
3．熱管理；
4．幫助電池應對更復雜的使用環境。
3.1 電芯與電芯之間的粘接——結構粘接
基材：鋁板和外包PET膜
要求：粘接定位，導熱，與PET膜和鋁板粘接性好
解決方案：雙組份聚氨酯結構膠，單組份有機硅膠，雙組份硅膠
3.2 導電片與模組殼體的粘接
基材：PC片和鎳片/鋁片 鎳片/鋁片和ABS/PC
要求：粘接定位，耐溫-40℃～85℃ 快速定位;
推薦產品：雙組分丙烯酸結構膠、耐高溫熱熔膠
3.3 電芯灌封
要求：導熱，固定電芯，減震，阻燃，增加安全性，低密度
產品推薦：雙組份導熱硅膠
3.4 圓柱形電池底部的粘接固定
應用：線束隔離板，焊點位置保護膠
要求：阻燃，低氣味，對銅/鋁/PVC/PP/硅膠材料無腐蝕性，盡可能快速固化
產品推薦：阻燃黃膠，UV膠，環氧保護膠
3.5 圓柱電池支架固定
性能要求：耐老化性能優異，柔韌性能好
產品推薦：丙烯酸結構膠
3.6 底板與電芯之間的導熱
要求：環保，具有觸變性，導熱性好，室溫下能快速固；
產品推薦：導熱環氧結構膠，雙組分丙烯酸結構膠
3.7 電池的螺紋鎖固
要求：能滿足要求的振動，機械沖擊，跌落，翻轉，模擬碰撞等測試。
產品推薦：厭氧螺紋鎖固膠
3.8 銘牌粘接
基材：大部分是鋁合金和表面經過處理的鋼鐵件。
要求：耐振動，膠層有韌性，初粘力強，膠黏劑具有一定的觸變性，對基材粘接力好。
產品推薦：丙烯酸結構膠、低溫固化環氧膠。
4 市場情況
隨著CTP與刀片電池技術的應用，對膠粘劑要求和用量的提高，單個PACK包膠 黏劑用量會從目前的1-2公斤呈現較高倍數的增長，單pack價值量也會從200-300元 增長至400-900元。
值得注意的是，由于新能源汽車、動力電池的產品特性，對膠黏劑、膠黏材料的性能要求也與傳統膠黏材料有所區別。動力電池技術處于急速迭代升級之中，新產品不斷涌現，研發與之適應的膠黏新材料，對于提升動力電池能量密度、安全性、循環壽命和輕量化都不可或缺。
近年來，特種功能性膠膜、膠黏劑產業發展迅速，整體是趨向專業化、差異化和高性能化，尤其是動力電池產業的快速發展，也帶動了國內該領域企業的技術創新力度和產品創新速度。
來源：《膠界》
