对于电动汽车电池来说,性能和安全性至关重要,而塑料使这成为可能。
· 复合材料是关键的轻量化解决方案
· 电池也需要冷却才能高效、安全地运行
· FabBatt 是 ADM Montréal 和 Expoplast 的最新成员,将重点展示电池技术创新
对于电动汽车(EV) 电池来说,性能和安全性至关重要,而塑料在满足这些要求方面发挥着关键作用。它们的贡献可以归纳为三个关键领域——轻量化、抗碰撞性和热管理。
众所周知,潜在的电动汽车购买者首先问的问题之一是:“我可以把这辆车开多远?典型的电动汽车比其内燃机 (ICE) 重 600 到 1,100 磅,因此任何从电动传动系统中减轻重量的方法都是汽车制造商的首要任务。考虑到电池往往会变得更大,如果有的话,这一点尤其如此。
虽然铝是目前电池外壳的首选材料,因为它比钢轻 50%,但它比许多塑料替代品更重,并且在耐极端热性方面较差——它在 630°C (1,220°F) 时熔化——与钢和阻燃聚合物相比。塑料供应商正确地假设他们的产品可以为减轻电池重量和提高安全性提供可行的解决方案。聚苯醚 (PPE)、聚酰胺 (PA) 和其他聚合物正在考虑用于电池外壳,与铝相比,重量减轻高达 35%。
聚氨酯是科思创和中国一级电动汽车制造商推广的另一种电池外壳阻燃材料。玻璃纤维复合材料通过喷涂传递模塑进行加工。
德国 E-Works Mobility 也在与西格里碳素合作的一个项目中试用玻璃纤维复合材料,以开发商用电动汽车的电池盖。电池外壳取代了铝制结构,可显著减轻重量,而且由于与铝甚至钢相比,其导热性明显较低,因此电池绝缘和防火性能也更好。
出于安全性和性能的原因,电池冷却是设计的重要组成部分,特别是对于使用水/乙二醇混合物进行液体冷却的高性能电动汽车。在 RML 集团的一款超级跑车中,巴斯夫支持开发了基于 PA 6 管道的冷却系统(如上图所示)。PA 还用于电池外壳和单个电池座。
日本旭化成(Asahi Kasei) 还为电池座开发了一种创新解决方案,无需灌封,即用基于聚氨酯和硅胶等材料的化合物填充电池座和电池座之间的间隙。由于不需要这些灌封材料,电池更轻,而且在锂资源有限的世界中,重要的是,电池更容易回收。
如果发生严重事故,一个主要问题是具有高活性锂含量的电池会着火。在这种情况下,防止热失控至关重要,而塑料在损伤限制方面远远优于铝。