鉅大LARGE | 點擊量：218次 | 2024年01月08日
新能源汽車動力鋰電池封裝塑料材料要求和選材
節(jié)能減排是汽車行業(yè)的一個主旋律，而輕量化則是汽車節(jié)能減排的最行之有效的措施之一。由于技術(shù)需求，新能源汽車相比較傳統(tǒng)汽車必然會出現(xiàn)增重，所以新能源汽車關(guān)于輕量化的要求更加迫切。
一、新能源汽車成快速上升藍(lán)海，車用塑料備受關(guān)注
根據(jù)中汽協(xié)一月十四日公布的數(shù)據(jù)顯示：2018年汽車銷量2808.1萬輛，同比下降2.8%。新能源汽車銷量繼續(xù)保持高速上升。2018年，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成127萬輛和125.6萬輛，比上年同期分別上升59.9%和61.7%。
中汽協(xié)預(yù)計2019年新能源汽車銷量160萬輛。中信證券汽車行業(yè)分析師則認(rèn)為，新能源汽車目前占乘用車的比重僅3%，預(yù)計未來有望達(dá)到30%以上，將是下一個快速上升藍(lán)海。
新能源汽車的迅速發(fā)展，續(xù)航里程也備受關(guān)注。在新能源領(lǐng)域，車身及電池的輕量化，能夠有效提升新能源汽車的續(xù)航里程及能量利用率。相關(guān)研究表明，新能源汽車每減少100Kg重量，續(xù)航里程可提升10%-11%，同時還可以減少20%的電池成本以及20%的日常損耗成本。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
汽車輕量化技術(shù)途徑重要有：輕量化材料、輕量化設(shè)計、輕量化制造工藝。
圖汽車輕量化技術(shù)途徑
其中，輕量化材料的采用是汽車輕量化的重要措施，塑料可從結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料替代、工藝創(chuàng)新等多個途徑實現(xiàn)汽車的瘦身，成為備受青睞的輕量化材料之一。所以新能源汽車的迅速發(fā)展，也必然帶動新能源汽車非金屬材料的發(fā)展。
非金屬材料在新能源汽車與傳統(tǒng)汽車上的輕量化應(yīng)用差別不大，只是新能源汽車關(guān)于輕量化的需求更加強(qiáng)烈；而新能源汽車與傳統(tǒng)汽車上輕量化塑料材料的不同，重要是跟電有關(guān)的材料，比如連接器，充電接口，動力鋰電池周邊的材料。
而新能源汽車高壓電氣部分，在性能滿足條件下的部分金屬更換為塑膠，可減重30%左右。目前一輛純電動汽車采用塑膠輕量化可減重100KG左右，實現(xiàn)節(jié)能減排。
圖新能源汽車高壓電氣部分輕量化趨勢
二、新能源動力鋰電池塑料封裝材料要求
動力鋰電池作為純電車型的核心部件，用來給電動汽車的驅(qū)動供應(yīng)能量，動力鋰電池的各方面的表現(xiàn)都與整車性能息息相關(guān)。
電動汽車很大一部分重量來源于電池，在電池能量密度一定的情況下，電芯的數(shù)量是一定的，所以電池減重一般從兩方面進(jìn)行：一是結(jié)構(gòu)，二是箱體。
圖圓柱電芯動力鋰電池模組中塑料材料應(yīng)用
結(jié)合汽車產(chǎn)品的使用場景，經(jīng)得住跌落、耐撞擊、耐振動、擠壓穿刺等機(jī)械沖擊是必要的第一步。此外，還要滿足化學(xué)方面的浸泡要求，溫度方面的耐高低溫、防火阻燃、熱管理要求，以及設(shè)計方面的輕量化、走線布局等要求。關(guān)于動力鋰電池的封裝材料的要求也十分嚴(yán)苛。
圖封裝材料對動力鋰電池的影響
因此，動力鋰電池封裝塑料材料要滿足以下性能要求：
良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐油性；
極好的耐高低溫性，優(yōu)秀的力學(xué)性能；
高流動，加工性能優(yōu)良，優(yōu)越的表面光澤性，尺寸穩(wěn)定性；
具有良好的防水、防潮、阻燃環(huán)保等性能及導(dǎo)熱功能；
抗介電性能良好，適合于電氣場所應(yīng)用；
優(yōu)越的耐候性，長期性能良好，可在惡劣氣候下長期使用。
三、新能源動力鋰電池塑料封裝材料選材及應(yīng)用案例
新能源動力鋰電池結(jié)構(gòu)上：支架、框架、端板，可選擇材料有阻燃PPE、PC/ABS合金及阻燃增強(qiáng)PA。PPE密度1.10，PC/ABS密度1.2，增強(qiáng)阻燃PA1.58g/cm³，從減重角度看重要選擇阻燃PPE。且PC的耐化學(xué)性相對差一點，而鋰離子電池內(nèi)有電解液，那么PC容易出現(xiàn)開裂狀況，所以有一部分公司是選用PPE的。
圖藍(lán)星改性PPE應(yīng)用于電池支架
圖東麗PA材料應(yīng)用于電池端板
箱體：目前大部分采用高強(qiáng)度的鋼、輕金屬，很少部分在嘗試用SMC取代金屬。而改性PPO材料具有耐化學(xué)性好,對鈷酸鋰、錳酸鋰等材料具有良好的耐腐蝕性,改性PPO材料聚苯醚優(yōu)點在于尺寸穩(wěn)定好，極好阻燃性能，耐低溫及抗沖擊性能。是鋰離子電池防護(hù)殼非常理想的材料之一。
圖PPO應(yīng)用于動力鋰離子電池外殼
新能源汽車塑料重要有幾種：輕量化材料，這種材料跟傳統(tǒng)汽車的差別不大，只是新能源汽車關(guān)于輕量化的需求更加強(qiáng)烈；另外一種就是跟電有關(guān)的材料，比如連接器，充電接口，動力鋰電池周邊的材料。
