新能源汽車動力電池用膠點分析

目前，汽車的使用量越來越大。 新能源電動車，是解決能源、環境、城市交通等問題的主流趨勢，也是未來汽車產業發展的主要方向。

動力電池是新能源汽車的“心臟”，而膠粘劑是實現“心臟”持久動力的“肌膜組織”。 目前，電動化浪潮席捲全球，動力電池需求呈現「井噴式」爆發成長，膠合劑市場規模也同步放大。

據了解，新能源汽車用的CTP結構電池包，在設計上省卻或大幅省去中間模組零件，轉而使用大量膠來連接固定電芯。 這些膠類的應用主要有兩大需求點：第一類為結構膠，即以結構黏接為主，兼顧一定的導熱作用；第二類為導熱膠，即以導熱黏接為主，膠黏劑應用 的目的是將電芯工作時產生的熱量導出到外部的散熱部件，實現熱管理的部分功能作用，並兼顧結構粘接要求。

結構膠是指應用於受力結構件膠接場合，能承受較大動負荷、靜負荷並能長期 使用的膠合劑。 取代螺栓、鉚釘或焊接等形式用來接合金屬、塑膠、玻璃、木材等的 結構部件，屬於長時間經受大載荷、而性能仍可信賴的膠粘劑。

導熱膠主要用於完成電芯與電芯之間，以及電芯與液冷管之間的熱傳導，膠的具體 使用形式包括墊片、灌封、填充等。

電池包內導熱膠的使用-電芯之間

1 結構膠

結構膠需起到將電芯與pack殼體可靠連接、固定的作用，取代原先模組結構的機械連接，對於強度、柔韌性、耐老化、阻燃絕緣和導熱性都提出了較高的性能 要求。

動力電池包結構膠主要有聚氨酯結構膠、壓克力結構膠、矽膠、環氧結構膠、UV膠 和耐高溫熱熔膠，根據其不同的特性分別應用於不同的場景。

對於不同類型的結構膠，評估其黏接性能的具體指標有3點：接頭的強度、破壞形式（內聚破壞是最理想形式，達到接頭處材料最大強度）和膠的斷裂伸長率（反映 膠體彈性）。

2 導熱膠

導熱膠主要由樹脂基體（環氧樹脂、有機矽和聚氨酯等）和導熱填料（提高導熱性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化矽（Si3N4）、氧化鋁（ Al2O3）、氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成。 電池包在CTP發展趨勢下，電池廠商對導熱膠需求量大且有不斷降本需求，同時減少結構件的設計也對用膠產生較高強度（大於10Mpa）的粘接固定需求，因此在粘 接強度、經濟成本上佔優的聚氨酯導熱結構膠成為主流導熱用膠選擇。 關注公眾號 動力電池BMS！

由於電池電芯的最佳工作溫度帶較窄（20-40℃），CTP結構下導熱膠在電芯之間、電芯與液冷板之間實現均衡散熱，從而使得電芯溫度和電芯 間的溫差下降1-2℃ 將極大有利於電池熱管理系統。

導熱係數越高的導熱膠對降低電池的溫升和溫差越明顯

3 動力電池用膠點解析

膠合劑在動力電池上的四大作用：

1． 為動力電池提供防護效果；

2． 實現安全可靠的輕量化設計；

3． 熱管理；

4． 幫助電池應付更複雜的使用環境。

3.1 電芯與電芯之間的黏接－結構性黏接

基材：鋁板與外包PET膜

要求：黏接定位，導熱，與PET膜和鋁板黏合性好

解：雙組份聚氨酯結構膠，單組份有機矽膠，雙組份矽膠

3.2 導電片與模組殼體的黏接

基材：PC片和鎳片/鋁片 鎳片/鋁片和ABS/PC

要求：黏接定位，耐溫-40℃～85℃ 快速定位;

推薦產品：雙組分壓克力結構膠、耐高溫熱熔膠

3.3 電芯灌封

要求：導熱，固定電芯，減震，阻燃，增加安全性，低密度

產品推薦：雙組份導熱矽膠

3.4 圓柱形電池底部的黏接固定

應用：線束隔離板，焊點位置保護膠

要求：阻燃，低氣味，對銅/鋁/PVC/PP/矽膠材質無腐蝕性，盡可能快速固化

產品推薦：阻燃黃膠，UV膠，環氧保護膠

3.5 圓柱電池支架固定

性能需求：耐老化性能優異，柔韌性能好

推薦：丙烯酸結構膠

3.6 底板與電芯之間的導熱

要求：環保，具觸變性，導熱性好，室溫下能快速固；

產品推薦：導熱環氧結構膠，雙組分丙烯酸結構膠

3.7 電池的螺紋鎖固

要求：能滿足要求的振動，機械衝擊，跌落，翻轉，模擬碰撞等測試。

產品推薦：厭氧螺紋鎖固膠

3.8 銘牌黏接

基材：大部分是鋁合金和表面經過處理的鋼鐵零件。

要求：耐振動，膠層有韌性，初黏力強，膠黏劑具有一定的觸變性，對基材黏接力好。

產品推薦：丙烯酸結構膠、低溫固化環氧膠。

4 市場狀況

隨著CTP與刀片電池技術的應用，對膠合劑要求與用量的提高，單一PACK包膠黏劑用量會從目前的1-2公斤呈現較高倍數的成長，單pack價值量也會從200-300元 增長至400-900元。

值得注意的是，由於新能源汽車、動力電池的產品特性，對膠黏劑、膠黏材料的性能要求也與傳統膠黏材料有所區別。 動力電池技術處於急速迭代升級之中，新產品不斷湧現，研發與之適應的膠粘新材料，對於提升動力電池能量密度、安全性、循環壽命和輕量化都不可或缺。

近年來，特種功能性膠膜、膠合產業發展迅速，整體是趨向專業化、差異化和高性能化，尤其是動力電池產業的快速發展，也帶動了國內該領域企業的技術創新力度和 產品創新速度。