Die Anwendung von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen in Batteriemodulen: Bindung, Wärmeableitung und Leistungsoptimierung

Mit der boomenden Entwicklung derneuen Energiefahrzeugindustrie sind Batteriemodule als Kernkomponente zunehmend strengere Anforderungen an die Energiedichte, die Sicherheit, die Lebensdauer und das thermische Management. Thermisch leitende strukturelle Klebstoffe als fortschrittliche Materialien, die strukturelle Bindung und thermische Leitfähigkeit kombinieren, spielen eine wichtige Rolle bei der Konstruktion und Herstellung von Batteriemodulen. Dieser Artikel wird sich mit der Anwendung von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen in Batteriemodulen befassen, wobei die Schlüsselfaktoren und Anwendungsmethoden analysiert werden und darauf abzielen, in verwandten Bereichen Bezug zu geben.
Thermisch leitender struktureller Klebstoff ist kein einfacher Klebstoff; Es spielt mehrere Rollen in Batteriemodulen und wirkt sich zutiefst auf die Leistung und Sicherheit der Batterie aus. Erstens bietet es hoch-Stärke strukturelle Bindung und Fixierung. Batteriezellen sind die grundlegenden Einheiten von Batteriemodulen, und ihre Menge und Anordnung beeinflussen direkt die Energiedichte des Moduls. Thermisch leitende strukturelle Klebstoffe können die Batteriezellen fest miteinander verbinden, eine stabile Gesamtstruktur bilden, um einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Batterietellen zu gewährleisten und Verschiebung oder Schädigung aufgrund von Vibrationen und Auswirkungen zu verhindern. Dieser Hoch-Die Stärke strukturelle Bindung ist der Eckpfeiler, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Batteriemodulen zu gewährleisten. Zweitens bietet es ein effizientes thermisches Management. Batteriezellen erzeugen beim Laden und Entladen Wärme. Wenn die Wärmenicht rechtzeitig abgelöst werden kann, führt sie zu einer Zunahme der Batterietemperatur, einer beschleunigten Altern und sogar dem Risiko eines thermischen Ausreißers. Thermisch leitende strukturelle Klebstoffe können die von den Batteriezellen erzeugte Wärme effektiv auf die Wärmeableitungsstruktur übertragen (wie Kühlplatten, flüssige Kühlrohre oder Modulgehäuse)Reduzierung der Batteriezellentemperatur und Aufrechterhaltung in einem sicheren Betriebsbereich. Noch wichtiger ist, dass es die Temperaturgleichmäßigkeit des gesamten Batteriemoduls optimieren kann, wodurch die Erzeugung lokaler Hotspots vermieden und damit die Lebensdauer der Batterie erweitert und die Energiedichte und das Ladung verbessert werden/Effizienz entlassen. Drittens bietet es elektrische Isolierung und Umweltschutz. In den Batteriemodulen gibt es eine hohe Spannung, sodass die elektrische Isolierung zwischen Batterietellen von entscheidender Bedeutung ist. Thermisch leitende strukturelle Klebstoffe weisen typischerweise gute Eigenschaften mit elektrischer Isolierung auf, was die Kurzschaltungen zwischen Batterietellen wirksam verhindern kann. Gleichzeitig kann es verhindern, dass Feuchtigkeit, Staub, korrosive Gase und andere Verunreinigungen in das Batteriemodul gelangen, die Batteriezellen vor Umweltschäden schützen und die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Batteriemoduls verbessern. Viertens bietet es Vibrationsdämpfung und Spannungsverteilung. Neue Energiefahrzeuge erleben komplexe Straßenbedingungen während des Fahrens, und die Batteriemodule müssen Vibrationen und Auswirkungen des Fahrzeugs standhalten. Thermisch leitende strukturelle Klebstoffe haben ein gewisses Maß an Elastizität, was eine Rolle bei der Vibrationsdämpfung spielen kann, wodurch die Schäden an den Batteriezellen durch Aufprall und Schwingung verringert werden. Darüber hinaus kann es die Spannung auf der Oberfläche der Batteriezellen verteilen, wodurch die Spannungskonzentration vermieden und damit die Ermüdungsbeständigkeit des Batteriemoduls verbessert wird.
Die Auswahl des richtigen thermisch leitenden strukturellen Klebstoffs ist ein entscheidender Schritt, um die Leistung des Batteriemoduls sicherzustellen. Die folgenden wichtigen technischen Indikatoren müssen berücksichtigt werden. Eine ist die thermische Leitfähigkeit, die ein wichtiger Indikator für die Messung der Wärmeableitungskapazität von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen mit W -Einheiten von W ist/M·K. Je höher die thermische Leitfähigkeit, desto höher ist die Effizienz des Wärmeübertragung. Gemäß den Anforderungen an die Leistungsdichte und die Wärmeableitungsanforderungen des Batteriemoduls sollte ein thermisch leitfähiges strukturelles Klebstoff mit angemessener thermischer Leitfähigkeit ausgewählt werden. Der thermisch leitende strukturelle Klebstoffe, der derzeit auf dem Markt ist, ist breit und liegt zwischen 0,5 W./M·K bis 5 w/M·K oder sogar höher. Zwei sind die Klebstärke, die die strukturelle Unterstützungskapazität von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen in der Regel in MPA widerspiegelt. Je höher die Klebstärke, desto fester sind die Batteriezellen fester. Ein thermisch leitender struktureller Klebstoff mit ausreichender Klebstofffestigkeit sollte basierend auf dem strukturellen Design, der Nutzungsumgebung und der Spannungsbedingungen des Batteriemoduls ausgewählt werden. Gleichzeitig sollte auch den mechanischen Eigenschaften des Klebstoffs wie Scherfestigkeit und Zugfestigkeit beachtet werden. Drei ist die Heilungseigenschaften, die die Produktionseffizienz und die Prozesskontrolle direkt beeinflussen. Je kürzer die Aushärtungszeit ist, desto höher ist die Produktionseffizienz. Wenn die Härtungstemperatur zu hoch ist, kann sie die Batteriezellen beschädigen. Daher sollte ein thermisch leitender struktureller Klebstoff mit einer geeigneten Aushärttemperatur und einer steuerbaren Aushärtungszeit ausgewählt werden. Zu den häufigen Aushärtungsmethoden gehören Wärmehärtung, UV -Härtung und Feuchtigkeitshärtung. Vier ist die elektrische Isolationsleistung (Dielektrische Festigkeit, Volumenwiderstand). Bei Batteriemodulen, die eine Isolierung erfordern, ist die elektrische Isolationsleistung von entscheidender Bedeutung. Die dielektrische Festigkeit bezieht sich auf die maximale elektrische Feldstärke, die ein Material vor dem Abbau standhalten kann, und der Volumenwiderstand spiegelt die Leitfähigkeit des Materials wider. Ein thermisch leitender struktureller Klebstoff mit hoher dielektrischer Stärke und hoher Volumenwiderstand sollte ausgewählt werden, um eine elektrische Isolierung zwischen Batteriebatterzellen zu gewährleisten. Fünf ist der Betriebstemperaturbereich. Batteriemodule werden während des Betriebs verschiedener Temperaturänderungen unterzogen, und thermisch leitende strukturelle Klebstoffe müssen eine stabile Leistung innerhalb des Betriebstemperaturbereichs aufrechterhalten. Ein thermisch leitender struktureller Klebstoff, dessen Betriebstemperaturbereich der tatsächlichen Betriebsumgebung des Batteriemoduls entspricht, sollte ausgewählt werden, um die Leistungsverschlechterung aufgrund von Temperaturänderungen zu vermeiden. Sechs ist Thixotropie. Die Thixotropie bezieht sich auf die Eigenschaft eines Kolloids, das die Viskosität abnimmt, wenn sie einer Scherkraft ausgesetzt ist, und erholt sich beim Stoppen der Scherung die Viskosität. Eine gute Thixotropie hilft dem Klebstoff, während des Beschichtens, der Füllung von Lücken leichter, leichter Fluss und seine Formnach dem Härten, die Verhinderung des Flusses und die Gewährleistung der Gleichmäßigkeit und Genauigkeit der Beschichtung hilft. Sieben sind chemische Resistenz und Korrosionsbeständigkeit. Korrosive Gase oder Flüssigkeiten können in Batteriemodulen vorhanden sein, und thermisch leitende strukturelle Klebstoffe müssen einen guten chemischen Widerstand und Korrosionsbeständigkeit aufweisen, um ihre lange zu gewährleisten-Begriff Stabilität. Acht ist Flammenhemmung. Angesichts der zunehmenden Betonung der Batteriesicherheitsprobleme erhält die Flamme -Verzögerung von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen ebenfalls zunehmend Aufmerksamkeit. Durch die Auswahl eines thermisch leitenden strukturellen Klebstoffs mit flammhemmenden Eigenschaften kann das Risiko eines thermischen Ausreißer in Batteriemodulen verringert werden.
Die Anwendungsmethode von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen hat einen wichtigen Einfluss auf die Leistung und Zuverlässigkeit von Batteriemodulen. Zu den gängigen Anwendungsmethoden gehören: Abgabe, Verwendung von Präzisionsabgabegeräten, um die Batteriezellenoberfläche oder zwischen Batteriellenzellen mit thermisch leitenden strukturellen Klebstoff genau zu beschichten. Die Abgabe hat die Vorteile einer präzisen Kontrolle der Beschichtungsmenge und reduzierten Abfällen und ist für automatisierte Produktionslinien geeignet. Beschichten, Schablonen, Rollenbeschichtung oder Sprühgeräte, um die Batteriezellenoberfläche gleichmäßig mit thermisch leitfähigem strukturellem Klebstoff zu beschichten. Die Beschichtung hat den Vorteil einer hohen Effizienz und ist für große geeignet-Flächenbeschichtung. Topf, injiziertes thermisch leitfähiges strukturelles Klebstoff in das Gehäuse des Batteriemoduls, um die Lücken zwischen Batteriezellen zu füllen und die Leistung der gesamten Wärmedissipation und die strukturelle Festigkeit des Moduls zu verbessern. Das Topf ist für Batteriemodule mit komplexen Strukturen geeignet. Um den besten Anwendungseffekt zu erzielen, müssen die Beschichtung, Heilung und andere Prozesse optimiert werden. Erstens Oberflächenbehandlung. Vor dem Beschichten des thermisch leitenden strukturellen Klebstoffs muss die Oberfläche der Batteriezelle gereinigt und behandelt werden, um die Klebstärke des Klebstoffs zu verbessern. Zweitens, Schichtbetragskontrolle. Wenn die Beschichtungsmenge zu klein ist, führt sie zu einer schlechten Wärmeableitung, und wenn die Beschichtungsmenge zu groß ist, erhöht sie die Kosten und das Gewicht. Der Beschichtungsbetrag muss gemäß der tatsächlichen Situation kontrolliert werden. Drittens Aushärtungsprozesssteuerung. Strikt steuern Sie die Aushärttemperatur, die Zeit und den Druck, um sicherzustellen, dass der thermisch leitende strukturelle Klebstoff vollständig geheilt ist und die beste Leistung erzielt. Schließlich automatisierte Produktion. Die Verwendung automatisierter Beschichtungs- und Aushärtungsgeräte kann die Produktionseffizienz und die Produktqualität verbessern.
Mit der kontinuierlichen Entwicklungneuer Energiefahrzeugtechnologie werden höhere Anforderungen für die Leistung von thermisch leitenden strukturellen Klebstoffen vorgebracht. Der zukünftige Entwicklungstrend konzentriert sich hauptsächlich auf die folgenden Aspekte. Einer ist eine hohe thermische Leitfähigkeit. Mit der kontinuierlichen Zunahme der Batterieenergiedichtenimmt die durch Batteriezellen erzeugte Wärme zu, und die thermischen Leitfähigkeit thermisch leitender struktureller Klebstoffe werden höhere Anforderungen vorgenommen. Zukünftige thermisch leitfähige strukturelle Klebstoffe werdenneue thermische leitfähige Füllstoffe annehmen (wie Kohlenstoffnanoröhren, Graphen usw.) und fortschrittliche Formulierungskonstruktionen, um eine höhere thermische Leitfähigkeit zu erreichen. Zwei sind multi-Funktionale Integration. Zukünftige thermisch leitende strukturelle Klebstoffe habennichtnur thermische Leitfähigkeit und Klebstofffunktionen, sondern auch mehrere Funktionen wie Flammenhemmung, Isolierung, Schockabsorption und Korrosionsprävention, um Multi zu erreichen-Funktionelle Integration und vereinfachen Sie das Design und die Herstellung von Batteriemodulen. Drei ist eine intelligente thermische Leitfähigkeit. Forschung und entwickeln Sie thermisch leitende strukturelle Klebstoffe mit intelligenten thermischen Leitfähigkeitsfunktionen, die die thermische Leitfähigkeit automatisch anhand von Temperaturänderungen anpassen können, um ein genaueres thermisches Management zu erreichen. Vier sind umweltfreundlich. Entwickeln umweltfreundlicher,nicht-Giftige und recycelbare thermisch leitende strukturelle Klebstoffe, um die Anforderungen einernachhaltigen Entwicklung zu erfüllen.
Zusammenfassend spielen thermisch leitende strukturelle Klebstoffe eine wichtige Rolle bei Batteriemodulen, und ihre Leistungs- und Anwendungsmethoden haben einen tiefgreifenden Einfluss auf die Leistung, Sicherheit und Lebensdauer von Batterie. Mit der kontinuierlichen Entwicklungneuer Energiefahrzeugtechnologie werden höhere Anforderungen für thermisch leitende strukturelle Klebstoffe vorgenommen. Nur durch kontinuierliche Durchführung technologischer Innovationen und Prozessoptimierung können wir die Anforderungen der künftigen Entwicklung des Batteriemoduls erfüllen.