La aplicación de adhesivos estructurales térmicamente conductores en módulos de batería: enlace, disipación de calor y optimización del rendimiento

Con el desarrollo en auge de lanueva industria de vehículos energéticos, los módulos de la batería, como componente central, enfrentan requisitos cada vez más estrictos para la densidad de energía, la seguridad, la vida útil y la gestión térmica. Los adhesivos estructurales térmicamente conductores, como materiales avanzados que combinan la unión estructural y la conductividad térmica, juegan un papel vital en el diseño y la fabricación de módulos de batería. Este artículo profundizará en la aplicación de adhesivos estructurales térmicamente conductores en módulos de batería, analizando sus factores clave y los métodos de aplicación, con el objetivo de proporcionar referencia para el personal técnico en los campos relacionados.
El adhesivo estructural térmicamente conductivono es un adhesivo simple; Juega múltiples roles en los módulos de batería, que afecta profundamente el rendimiento y la seguridad de la batería. Primero, proporciona alto-Resistencia a la unión estructural y fijación. Las celdas de la batería son las unidades básicas de los módulos de la batería, y su cantidad y disposición afectan directamente la densidad de energía del módulo. Los adhesivos estructurales térmicamente conductores pueden unir firmemente las celdas de la batería, formando una estructura general estable, asegurando un espacio uniforme entre las celdas de la batería y evitando el desplazamiento o el daño debido a la vibración y el impacto. Tan alto-La unión estructural de resistencia es la piedra angular de garantizar la seguridad y la confiabilidad de los módulos de batería. En segundo lugar, ofrece una gestión térmica eficiente. Las celdas de la batería generan calor durante la carga y descarga. Si el calorno puede disiparse en el tiempo, conducirá a un aumento en la temperatura de la celda de la batería, el envejecimiento acelerado e incluso el riesgo de fugitivo térmico. Los adhesivos estructurales térmicamente conductores pueden transferir efectivamente el calor generado por las celdas de la batería a la estructura de disipación de calor (tales como placas de enfriamiento, tuberías de enfriamiento de líquidos o carcasas de módulos), reduciendo la temperatura de la celda de la batería y manteniéndola dentro de un rango de funcionamiento seguro. Más importante aún, puede optimizar la uniformidad de temperatura de todo el módulo de la batería, evitando la generación de puntos calientes locales, extendiendo así la vida útil de la batería y mejorando la densidad de energía y la carga/descarga de eficiencia. Tercero, ofrece aislamiento eléctrico y protección del medio ambiente. Existe un alto voltaje dentro de los módulos de la batería, por lo que el aislamiento eléctrico entre las celdas de la batería es crucial. Los adhesivos estructurales térmicamente conductores generalmente tienen buenas propiedades de aislamiento eléctrico, lo que puede evitar efectivamente circuitos cortos entre las celdas de la batería. Al mismo tiempo, puede evitar que la humedad, el polvo, los gases corrosivos y otros contaminantes ingresen al módulo de la batería, protegiendo las celdas de la batería del daño ambiental y mejorando la confiabilidad y la vida útil del módulo de la batería. Cuarto, ofrece amortiguación de vibración y distribución de tensión. Losnuevos vehículos de energía experimentan condiciones de carretera complejas durante la conducción, y los módulos de batería deben resistir vibraciones e impactos del vehículo. Los adhesivos estructurales térmicamente conductores tienen un cierto grado de elasticidad, lo que puede desempeñar un papel en la amortiguación de vibraciones, lo que reduce el daño a las células de la batería por impacto y vibración. Además, puede distribuir el estrés en la superficie de las celdas de la batería, evitando la concentración de tensión, mejorando así la resistencia de fatiga del módulo de la batería.
Elegir el adhesivo estructural térmicamente conductivo correcto es un paso crucial para garantizar el rendimiento del módulo de la batería. Se deben considerar los siguientes indicadores técnicos clave. Una es la conductividad térmica, que es un indicador importante para medir la capacidad de disipación de calor de los adhesivos estructurales térmicamente conductores, con unidades de W/metro·K. Cuanto mayor sea la conductividad térmica, mayor es la eficiencia de transferencia de calor. De acuerdo con la densidad de potencia y los requisitos de disipación de calor del módulo de la batería, se debe seleccionar un adhesivo estructural térmicamente conductivo con conductividad térmica apropiada. El rango de conductividad térmica de los adhesivos estructurales térmicamente conductores actualmente en el mercado es amplio, que va desde 0.5 W/metro·K a 5 W/metro·K o incluso más alto. Dos es la resistencia adhesiva, lo que refleja la capacidad de soporte estructural de los adhesivos estructurales térmicamente conductores, generalmente en MPA. Cuanto mayor sea la resistencia del adhesivo, más firmemente se fijan las celdas de la batería. Se debe seleccionar un adhesivo estructural térmicamente conductor con suficiente resistencia adhesiva en función del diseño estructural, el entorno de uso y las condiciones de estrés del módulo de la batería. Al mismo tiempo, también se debe prestar atención a las propiedades mecánicas del adhesivo, como la resistencia al corte y la resistencia a la tracción. Tres son las características de curado, que afectan directamente la eficiencia de producción y el control de procesos. Cuanto más corto sea el tiempo de curado, mayor es la eficiencia de producción. Si la temperatura de curado es demasiado alta, puede dañar las celdas de la batería. Por lo tanto, se debe seleccionar un adhesivo estructural térmicamente conductor con una temperatura de curado adecuada y un tiempo de curado controlable. Los métodos de curado comunes incluyen curado por calor, curado UV y curado de humedad. Cuatro es el rendimiento de aislamiento eléctrico (Resistencia dieléctrica, resistividad del volumen). Para los módulos de la batería que requieren aislamiento, el rendimiento de aislamiento eléctrico es crucial. La resistencia dieléctrica se refiere a la máxima resistencia al campo eléctrico que un material puede soportar antes de la descomposición, y la resistividad del volumen refleja la conductividad del material. Se debe seleccionar un adhesivo estructural térmicamente conductor con alta resistencia dieléctrica y alta resistividad de volumen para garantizar el aislamiento eléctrico entre las celdas de la batería. Cinco es un rango de temperatura de funcionamiento. Los módulos de la batería experimentan varios cambios de temperatura durante el funcionamiento, y los adhesivos estructurales térmicamente conductores deben mantener un rendimiento estable dentro del rango de temperatura de funcionamiento. Se debe seleccionar un adhesivo estructural térmicamente conductor cuyo rango de temperatura de funcionamiento cumple con el entorno operativo real del módulo de la batería para evitar la degradación del rendimiento debido a los cambios de temperatura. Seis es la tixotropía. La tixotropía se refiere a la propiedad de un coloid que disminuye en la viscosidad cuando se somete a la fuerza de corte y recupera la viscosidad cuando se detiene el corte. La buena tixotropía ayuda a que el adhesivo fluya más fácilmente durante el recubrimiento, llenando los huecos y a mantener su forma después de curar, prevenir el flujo y garantizar la uniformidad y precisión del recubrimiento. Siete es resistencia química y resistencia a la corrosión. Los gases o líquidos corrosivos pueden existir dentro de los módulos de la batería, y los adhesivos estructurales térmicamente conductores deben tener una buena resistencia química y resistencia a la corrosión para garantizar su largo-Estabilidad del término. Ocho es retraso de la llama. Con el creciente énfasis en los problemas de seguridad de la batería, el retraso de la llama de los adhesivos estructurales térmicamente conductores también está recibiendo una atención creciente. Elegir un adhesivo estructural térmicamente conductor con propiedades de retardantes de llama puede reducir el riesgo de fugitivo térmico en los módulos de la batería.
El método de aplicación de los adhesivos estructurales térmicamente conductores tiene un impacto importante en el rendimiento y la confiabilidad de los módulos de la batería. Los métodos de aplicación comunes incluyen: dispensación, uso de equipos de dispensación de precisión para cubrir con precisión la superficie de la celda de la batería o entre las celdas de la batería con adhesivo estructural térmicamente conductivo. La dispensación tiene las ventajas de control preciso de la cantidad de recubrimiento y residuos reducidos, y es adecuado para líneas de producción automatizadas. Recubrimiento, uso de raspado, revestimiento de rollo o equipo de pulverización para cubrir uniformemente la superficie de la celda de la batería con adhesivo estructural térmicamente conductivo. El recubrimiento tiene la ventaja de una alta eficiencia y es adecuado para grandes-recubrimiento de área. Potting, inyectando adhesivo estructural térmicamente conductor en la carcasa del módulo de la batería para llenar los vacíos entre las celdas de la batería y mejorar el rendimiento general de la disipación de calor y la resistencia estructural del módulo. La maceta es adecuada para módulos de batería con estructuras complejas. Para obtener el mejor efecto de aplicación, el recubrimiento, el curado y otros procesos deben optimizarse. Primero, tratamiento superficial. Antes de recubrir el adhesivo estructural térmicamente conductor, la superficie de la celda de la batería debe limpiarse y tratarse para mejorar la resistencia adhesiva del adhesivo. Segundo, control de la cantidad de recubrimiento. Si la cantidad de recubrimiento es demasiado pequeña, conducirá a una mala disipación de calor, y si la cantidad de recubrimiento es demasiado grande, aumentará el costo y el peso. El monto del recubrimiento debe controlarse de acuerdo con la situación real. Tercero, control del proceso de curado. Controle estrictamente la temperatura, el tiempo y la presión de curado para garantizar que el adhesivo estructural térmicamente conductor esté completamente curado y obtenga el mejor rendimiento. Finalmente, producción automatizada. El uso de equipos automatizados de recubrimiento y curado puede mejorar la eficiencia de producción y la calidad del producto.
Con el desarrollo continuo de lanueva tecnología de vehículos energéticos, se presentan requisitos más altos para el rendimiento de los adhesivos estructurales térmicamente conductores. La tendencia de desarrollo futura se centra principalmente en los siguientes aspectos. Uno es una alta conductividad térmica. Con el aumento continuo de la densidad de energía de la batería, el calor generado por las celdas de la batería está aumentando y se presentan requisitos más altos para la conductividad térmica de los adhesivos estructurales térmicamente conductores. Los futuros adhesivos estructurales térmicamente conductores adoptaránnuevos rellenos conductivos térmicos (tales comonanotubos de carbono, grafeno, etc.) y diseños de formulación avanzados para lograr una mayor conductividad térmica. Dos es multi-Integración funcional. Los futuros adhesivos estructurales térmicamente conductoresno solo tendrán conductividad térmica y funciones adhesivas, sino que también tendrán múltiples funciones, como retraso de llama, aislamiento, absorción de choques y prevención de corrosión para lograr múltiples-Integración funcional y simplifica el diseño y la fabricación de módulos de batería. Tres es una conductividad térmica inteligente. Investigar y desarrollar adhesivos estructurales térmicamente conductores con funciones inteligentes de conductividad térmica que pueden ajustar automáticamente la conductividad térmica de acuerdo con los cambios de temperatura para lograr un manejo térmico más preciso. Cuatro es amigable con el medio ambiente. Desarrollar más ecológico,no amigable para el medio ambiente-Adhesivos estructurales térmicamente conductores tóxicos y reciclables para cumplir con los requisitos de desarrollo sostenible.
En resumen, los adhesivos estructurales térmicamente conductores juegan un papel vital en los módulos de batería, y sus métodos de rendimiento y aplicación tienen un profundo impacto en el rendimiento de la batería, la seguridad y la vida útil. Con el desarrollo continuo de lanueva tecnología de vehículos energéticos, se presentan requisitos más altos para adhesivos estructurales térmicamente conductores. Solo realizando continuamente la innovación tecnológica y la optimización de procesos podemos satisfacer lasnecesidades del desarrollo futuro del módulo de baterías.