動力電池-有機硅發(fā)泡FIPFG/CIPG方案的優(yōu)勢及難點

一、發(fā)泡FIPFG/CIPG方案的優(yōu)勢

動力電池是新能源汽車的核心部件，由于其成本可達整車的近50%，同時產(chǎn)品穩(wěn)定性直接影響到整車的安全性，因此行業(yè)對于動力電池pack的密封方案有著非常嚴苛的要求：

1）IP67/68等級密封設(shè)計要求，保證電池包防塵防水，不會因為進水而短路。

2）方便拆解，便于對電芯的維護與更換，并做到重復拆解不影響密封性。

由于材料和工藝的限制，泡棉膠條和密封膠這兩種電池pack密封方案占據(jù)著主導地位。但是隨著技術(shù)的進步，發(fā)泡FIPFG/CIPG已經(jīng)成為pack密封方案的發(fā)展趨勢。

所謂發(fā)泡FIPFG/CIPG是指膠水經(jīng)設(shè)備點膠后在室溫或高溫下發(fā)泡固化，組裝過程中通過壓縮獲得密封效果。相對其他工藝，發(fā)泡FIPFG/CIPG有著無可比擬的優(yōu)勢：

1）泡棉膠條

其優(yōu)點是隨時可以開箱，方便維修。缺點是容易出現(xiàn)脫落以及彈性下降導致的滲漏；此外需要模切加工，組裝依靠人工，材料和人力成本較高。

2）密封膠

其優(yōu)點是易于操作，密封效果好。缺點是密封后，如果想打開箱體進行維修，則很困難。

3）傳統(tǒng)FIPFG/CIPG（又名液態(tài)墊圈/就地成型墊圈）

傳統(tǒng)FIPFG/CIPG產(chǎn)品最大的問題在于其壓縮率一般只有30%，容易使蓋子變形或不能有效填充工差，造成密封失敗。

4）發(fā)泡FIPFG/CIPG完美結(jié)合了前三者的優(yōu)點：

§ 閉孔發(fā)泡，壓縮率可達50%，密封效果好

§ 密封材料與部件結(jié)合成一體不易脫落

§ 全自動設(shè)備生產(chǎn)適用于各種圖形軌跡，可提高產(chǎn)能。

§ 材料及人工成本低。

二、有機硅發(fā)泡FIPFG/CIPG的難點

其實聚氨酯發(fā)泡FIPFG/CIPG是一種非常成熟的方案，早已廣泛應用于家電、工業(yè)設(shè)備等產(chǎn)品殼體的防塵密封。但是由于其耐高溫上限只有150度，因此在動力電池pack這種對安全穩(wěn)定性要求極高的應用場景中，

聚氨酯發(fā)泡FIPFG/CIPG就必須讓位于有機硅發(fā)泡CIPG材料了！

然而，有機硅發(fā)泡材料的施工工藝難度要遠遠高于聚氨酯發(fā)泡產(chǎn)品，主要體現(xiàn)在：

1） 壓力精度：有機硅發(fā)泡膠水的粘度遠高于聚氨酯材料。目前主流產(chǎn)品AB組分混合前的粘度范圍可達50000~250000 mPas。設(shè)備的工作壓強需要達到2Mpa，可接受的浮動范圍不超過±10%。一旦壓力精度控制不良會造成AB組分泵膠混合比率偏差，進而導致發(fā)泡不足或發(fā)泡不均勻的問題。

2） 溫控精度：有機硅材料的發(fā)泡包含氣體生成和框架結(jié)構(gòu)形成兩個反應。首先是羥基基團與含氫化物反應釋放氫氣；另一反應是乙烯基與氫化物反應固化形成框架結(jié)構(gòu)。這兩個反應同時發(fā)生且對溫度非常敏感。如果平衡不好這兩種反應，就沒有均勻漂亮的閉孔結(jié)構(gòu)。為了便于理解我們不妨做這樣一個思想實驗：如果固化反應先行完成，那么過高的內(nèi)聚力會阻礙氣泡的膨脹；而如果氫氣在固化反應之前就過早釋放，那么尚處于液態(tài)的結(jié)構(gòu)會使氣體散佚，最終導致發(fā)泡不良甚至外觀塌陷。因此，精確的溫度控制尤為關(guān)鍵。

3） 混合控制：參與反應的AB兩個組分需要高剪切力才能很好地混合，而部分產(chǎn)品在混合2秒后就開始反應，粘度急劇升高，因此混合過程需要在幾秒鐘內(nèi)完成。這對動態(tài)混合設(shè)備有很高的要求。

除了以上提到的三個難點之外，精確的計量，精確的送料等因素都是有機硅發(fā)泡材料能否達到預期效果的關(guān)鍵要素。只有做到了各個要素的協(xié)同才能讓有機硅發(fā)泡CIPG材料發(fā)揮出它應有的優(yōu)勢！

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