鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年08月20日
如何破解動力電池安全和能量密度“圍城” 呢?
動力電池安全依然是當(dāng)下新能源汽車發(fā)展的核心考量因素。據(jù)不完全統(tǒng)計,今年1—8月,國內(nèi)共發(fā)生14起新能源汽車燃燒事故,這其中,多數(shù)原因都是電池組技術(shù)故障所引起的。
高能預(yù)警之下,破解動力電池安全就成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的重點,圍繞于此,有的企業(yè)從動力電池內(nèi)部材料著手研究,有的企業(yè)則試圖通過動力電池pack環(huán)節(jié)引入新材料的應(yīng)用,以此來提升安全性能。
由于在pack環(huán)節(jié)可以起到導(dǎo)熱散熱、均衡溫度、阻燃防爆、絕緣防水等作用,有機硅膠被看做是提升動力電池安全性“新希望”。包括寧德時代、國軒高科、福斯特等主流電池企業(yè)都在探索有機硅膠在動力電池制造中的應(yīng)用。
機會往往伴隨著挑戰(zhàn),盡管有機硅膠對于動力電池的安全提升具有較為明顯的效果,但硬幣的另一面是,其應(yīng)用會導(dǎo)致電池包加重,降低單位體積的能量比,最終影響到能量密度。這也成為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最大障礙。
圍繞于有機硅膠的應(yīng)用現(xiàn)狀、市場機會以及產(chǎn)業(yè)化瓶頸等問題,高工鋰電網(wǎng)為你揭開有機硅膠在動力電池中的AB面。
阻燃防爆性能優(yōu)異
有機硅膠是一種含有Si-C鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物,具有耐高低溫、電氣絕緣、耐腐蝕、抗氧化性、生理惰性等性能優(yōu)點。有機硅膠企業(yè)根據(jù)這些特性、動力電池市場不同的類型以及客戶的需求,開發(fā)出形態(tài)各異的產(chǎn)品。目前市場上多見的產(chǎn)品類型有:有機硅灌封膠/填縫劑、發(fā)泡硅膠、導(dǎo)熱墊片。
高工鋰電網(wǎng)了解到,目前有機硅膠在鋰電中的應(yīng)用主要在動力電池上,而且以三元系鋰電池為主。
從有機硅膠企業(yè)和電池企業(yè)反饋來看,有機硅膠在動力電池上的作用主要包括以下三點:
1.導(dǎo)熱散熱,均衡溫度。鋰電池的正常工作溫度在-20℃—60℃,溫度太高或太低都容易引發(fā)問題。使用有機硅膠后,根據(jù)PACK工藝的不同,有機硅膠灌注、排列在電池包周圍的縫隙,為電池包加上一層屏障,即便處于過熱或過冷的環(huán)境,電池包依然可以穩(wěn)定工作。
2.阻燃防爆。當(dāng)電池包中的某一個單體電芯發(fā)生極限失效爆炸時,有機硅灌封膠能夠隔絕氧氣起到防護作用,保護電池包的其他電芯不受影響,不引起整個電池包爆炸燃燒。目前國內(nèi)硅寶科技、凌志新材兩家企業(yè)都有這款產(chǎn)品。
值得注意的是,有機硅膠不是萬能,當(dāng)電池包中兩個甚至以上數(shù)量電芯爆炸,有機硅膠并不能阻止整個電池包的爆炸,只能延緩爆炸時間,這對電動汽車上的乘客來說,即延長了逃亡時間。
3.絕緣防水。有機硅膠的生理惰性保證其在PACK過程中與其余材料的兼容性,加上絕緣的特性可以保護電池內(nèi)部關(guān)鍵電子器件、電芯和母線,進而避免電池短路,防止電涌和電池起火的風(fēng)險。另外,有機硅膠憎水,利用這一特性企業(yè)還開發(fā)出防水產(chǎn)品,在應(yīng)對臺風(fēng)、暴雨等惡劣環(huán)境時,有機硅膠能夠為電池穿上一件“防水服”。
市場頑疾待解
有機硅膠雖然在動力電池上具備上述優(yōu)秀性能,卻也給動力電池帶來一點“負(fù)擔(dān)”。多家有機硅膠企業(yè)、電池企業(yè)均表示使用有機硅膠后,電池包加重,降低了單位體積的能量比,最終影響到能量密度。
硅寶科技深圳公司總經(jīng)理張宗兵認(rèn)為,有機硅膠產(chǎn)品在鋰電市場上還面臨兩大推廣難題:一是如何實現(xiàn)輕量化要求。雖然硅寶科技產(chǎn)品密度已經(jīng)很低,但應(yīng)用在電池包中還是會增加電池包5%-8%的整體重量;二是鋰電池企業(yè)對有機硅認(rèn)識不足。國內(nèi)鋰電池企業(yè)對有機硅產(chǎn)品的選擇和使用都不太了解,盲目選擇有機硅產(chǎn)品難以達到預(yù)期效果,從而對有機硅產(chǎn)品失去信心。
可以說,完成有機硅膠在動力電池中的瘦身任務(wù)是眼前有機硅膠企業(yè)亟待解決的問題,也是提升其市場利用率的關(guān)鍵。
張宗兵透露,公司在研的新款有機硅灌封膠產(chǎn)品在原有性能不變的基礎(chǔ)上,已經(jīng)又完成瘦身近三分之二的減肥任務(wù),并已取得初步成功,應(yīng)該會很快推向市場。
深圳市希順有機硅科技有限公司雖是一家新進鋰電行業(yè)的企業(yè),但內(nèi)部人士透露,公司也在著手多種技術(shù)路線研究,破解重量之謎。
安全或是能量密度,這是一個問題。事實上,多家有機硅膠企業(yè)透露,目前公司的鋰電業(yè)務(wù)比重并不大,如凌志新材此項業(yè)務(wù)占比在15%-20%。張宗兵表示,有機硅膠在動力電池市場還處于培育和發(fā)展初期,公司一直在不斷優(yōu)化產(chǎn)品,并對這一市場充滿信心。