2023新能源汽车电池防火隔热涂料发展现状

2022-12-28 09:28:09 781




水性色浆

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电池安全成为新能源车最大的关注点之一

新能源汽车主要包括四大类型:混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)和其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。

2021年,我国新能源汽车累计销售352.1万辆,同比增长1.6倍,连续7年位居全球第一。新能源汽车数量增长的同时,其相应的新的安全问题也日渐突出。

据统计,去年全国新能源汽车火灾共发生约3千余起,其中绝大部分事故是由动力电池故障引发。

新能源汽车电池包,通常由多个单体电池模块组合而成,机械损伤、热冲击、内短路、在高温环境下长期连续频繁快充等情况,可能导致个别单体电池“热失控”,然后传导蔓延,导致周围单体电池温度迅速升高达500至1000°C,最终引发电池包整体燃烧、爆炸的灾难性后果,带来巨大的安全隐患。

目前各新能源汽车电池包的防火材料以铺设防火毡材料为主,如隔热毯,云母板、超细玻璃棉、高硅氧棉毡等。

虽然防火毡可以有效隔绝热量扩散和控制火势走向、延缓电池热扩散时间,但增加防火毡方案也存在质量增加不利于汽车轻量化发展要求、散热性能差、设计施工过程中的局限性等问题。

因此,根据动力电池包安全及轻量化的市场需求,具备优异阻燃性的轻薄型防火涂料将成为新能源汽车电池防护的首选材料。

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新能源汽车电池防火隔热涂料

特性及产品介绍

当前,新能源汽车电池包防火涂料大部分为膨胀型耐火机理无溶剂和水性占大多数,大部分需要加热固化以保证其耐火性能,多为双组分。

其中膨胀型防火涂料主要包括成膜物质、碳源、酸源、发泡剂、填料等,其主要成膜物质为丙烯酸树脂、环氧树脂或氟聚合物等。

在加热时涂层中热能被转化,防火涂层能迅速膨胀十几倍至几十倍并吸收周围热量,从而有效阻止高温侵入其保护的基材,并以此达到防火目的。


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受尺寸限制及空间要求,汽车电池包在车身上安装后与车身贴合较为紧密、空间较小,且为了满足小型化、轻量化的要求,其尺寸和电池盒模组及电路系统都非常紧凑,这导致电池包的防火涂层的膜厚为3~7 mm,为有限的电池包提供零部件装配空间。


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防火涂料施工工艺


汽车用防火涂料施工条件复杂,因为整车的流水线生产要求防火涂料能够连续混合供料、施工;而防火涂料也会随着整车行驶到任何环境中,因此对其性能要求也较高。

热固化防火涂料在施工时,施工的设备主要采用双组分供料泵,可以通过控制面板控制供料比例、温度等,如,固瑞克(GRACO)XM系列等,图7、图8为典型的防火涂料施工工艺和施工布局图。

施工工艺


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施工线布局


由于新能源汽车用防火涂料属于新的需求,大部分供应商还没有成熟的产品,立邦等公司创新打造出动力电池用防火隔热涂料。


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根据国家颁布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,到2025年,我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流。

电动汽车目前发展较为迅猛,电池包是新能源汽车整车结构的核心部件,电池包的防火性能是电动汽车整车综合安全性能的关键因素。关键词:艺术涂料、涂料色浆、墙漆色浆、UV油墨 、涂料厂家、色浆涂料、地坪漆色浆、丝印油墨 、涂料价格、水性涂料色浆、水性木漆、胶印油墨。

传统的电池防护材料难适应结构轻量化的需求将逐渐被淘汰,具备优异阻燃性的轻薄型防火涂料是新能源汽车电池防护的首选材料,市场前景广阔,亟需相关行业努力投入研发。

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来源 | 新能源技术与材料网

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