新能源汽车用导热灌封胶的专题报道 亚海新材料科技(山东)有限公司
新能源汽车用导热灌封胶的专题报道
新能源汽车,是解决能源、环境、城市交通等问题的一个主流趋势,也是未来汽车产业发展的一个主要方向。然而中国的新能源汽车能走多远,取决于动力电池能走多远。动力电池作为新能源汽车的核心,是提高续航里程和改善整车性能的关键。目前动力电池大多数是锂离子电池,然而锂离子电池在充电、碰撞等情况下易引起连锁放热反应造成热失控,导致汽车冒烟、失火、甚至炸掉等严重事故。且动力锂电池组的性能包括能密度、使用寿命、放电倍率等受温度影响很大,很多部件都需要严格的热治理,如:电池、电控、电机、娱乐系统等等,需要将热量及时导出,避免部件的损坏以及电池过热引发起火的风险,所以动力电池热管理技术是新能源汽车的核心技术之一。
目前应用在整车热治理系统的导热材料有:导热硅胶片、导热绝缘材料、导热灌封胶和导热填缝材料。其中,导热灌封胶是目前新能源电动汽车应用较为广泛的一种有机硅导热灌封胶材料,能在室温条件下通过加成固化反应形成一种柔软、有弹性、表面具有粘附性的有机硅弹性体,同时还具有优异的电气绝缘性能。在传统汽车领域,导热硅胶灌封胶已广泛应用于电子电源模块、高频变压器、连接器、传感器等,提供导热性能的同时又具有绝缘、填充、保护等作用。导热灌封胶之所以可以作为散热材料是因为它比空气拥有更高的导热系数,20℃下空气的导热系数为0.0267W/(m.K),而导热灌封胶可以通过配方优化而得到更高的导热系数,从而可以把电器件产生的热量以更快的速度传递出去。这就好比在炎热的夏天,直接跳进水里泡着显然要比风扇吹风更快速降温,因为水完全包围着人体,相较于导热系数非常小的空气,热量能够更快的从身体中传递出去——而灌封胶就是用液体聚合物体系(通常是两个组分)填满电子器件周围空气空间的过程(如下图深蓝色部分)。灰色及黑色代表两个不同表面,浅蓝色代表空气,深蓝色代表热界面材料。当两个物体表面接触在一起的时候,不可能完全紧密地接触在一起,因为物体表面都会有粗糙度,总会有一些空气隙夹杂在其中,而空气的导热系数非常之小,因此就造成了比较大的接触热阻。而使用柔软可塑的热界面材料就可以尽量填充这个空气隙,降低接触热阻,提高散热性能。
考虑到电机的实际工况条件,所用的灌封胶需具有高导热、流动性好、耐开裂、粘结力强等性能,否则在用于汽车电机时会有灌封困难,增加汽车整重造成汽车能耗比过高的问题。适用于电动车里给电子元器件和动力电池模组的灌封胶材料可分为:环氧树脂灌封胶;硅橡胶灌封胶(有机硅灌封胶);聚氨酯灌封胶。下面以环氧树脂灌封胶为例,看看影响灌封胶性能的因素有哪些。