热管理胶推动电动汽车电池技术革新

发布时间:2026-03-21 03:28  点击:1次

提升高能量密度锂离子电池包性能的核心,在于对充放电循环中产生的热量进行高效管理。目前,行业普遍采用导热材料(如间隙填充剂或胶粘剂)将电芯或模组与冷却板连接,以实现热传导。这类材料通常由含陶瓷填料的二组分聚合物树脂构成,能有效置换微观及宏观缝隙中的空气,从而显著提升导热效率。

电动汽车电池包的架构设计主要取决于电芯形态,包括软包、圆柱和方形三种。电芯类型直接决定了模组与电池包的设计思路及热管理材料的需求。软包和圆柱电芯通常需先组装成模组,再集成至电池包。软包因缺乏结构刚性必须依赖模组封装,而圆柱电芯则因数量庞大(通常超过1000颗)需要模组化。过去方形电芯也采用此模式,但随着“电芯到电池包”(Cell-to-Pack)或“电芯到板”(Cell-to-Plate)架构的兴起,模组已不再是必需环节。

针对软包电芯,模组化通常有三种方式:直接装入无热管理的壳体、使用热胶装入壳体,或在电芯间夹入铝制热扩散板并配合热材料。圆柱电芯模组设计则分为三类:使用过盈配合或结构胶装入塑料载体、利用热胶侧向粘接至冷却带,或固定成阵列后将电芯底部粘接至壳体或冷却板。方形电芯则更灵活,既可通过热胶将电芯堆叠成模组再装入壳体,也可直接将大型电芯(长约1米)通过热胶粘接至底板,形成无模组电池包。

不同电芯形态在设计与制造中面临各自独特的挑战。软包电芯结构刚性弱,需额外外壳,且其外层低表面能聚乙烯薄膜限制了粘接强度,无热扩散板时散热面积有限。圆柱电芯因尺寸小需大量堆叠,对定位精度要求极高,且镍镀钢表面难以粘接,若不使用PVC热缩套管甚至可能引发短路。方形电芯则因表面积大,对公差和热膨胀应力更敏感,且其介电保护薄膜同样限制了粘接强度。

为应对上述挑战,行业正从早期依赖少数特种配方,转向更广泛的导热材料组合。以派克固美丽(Parker Lord)为例,其将传统结构胶与导热灌封技术结合,开创了导热结构胶这一新品类。其首款产品CoolTherm TC-2002凭借高强度、高导热及室温固化特性,成功解决了圆柱电池模块的粘接难题。随着电芯到电池包架构的普及,此类材料在连接电芯与组件时的作用愈发关键。

最新的丙烯酸和聚氨酯导热胶粘剂在性能上实现了显著突破,包括可定制粘接强度、提升断裂伸长率以增强耐用性、优化固化速度以及适应高通量制造。派克固美丽最新推出的CoolTherm TC-850导热丙烯酸胶,在TC-2002基础上实现了四倍的伸长率提升,并增强了对塑料和涂层的附着力。值得注意的是,胶层厚度对热阻影响巨大,虽然标准胶层为250微米,但将厚度降至100微米不仅能降低热阻,还能节省材料并降低对导热系数的要求,实现更优的热管理效果。

对于中国电池企业而言,随着CTP及CTC技术的快速普及,对兼具结构强度与高效导热性能的胶粘剂需求将呈爆发式增长,这为国内材料厂商提供了切入高端供应链、替代进口产品的**窗口期。

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