行業(yè)新聞
低比重有機硅灌封膠助力汽車輕量化
2016年11月11日
汽車的輕量化是降低排放、節(jié)約能源的有效途徑。 據悉，車重每減小10%，油耗可降低6%-8%，排放量可降低5%-6%。特別對于新能源汽車來講，龐大的電池系統增加了整體重量，嚴重影響續(xù)航里程。車身輕量化，無外乎這三個方面：材料的應用，車身結構設計的不斷優(yōu)化，由于新結構、新材料的應用引入致先進制造工藝的使用。對此國內相關政策要求，到2017年新能源汽車通過應用新材料實現車身減重25%、到2020年實現車身減重30%的目標。
提到新材料的應用，大家首先想到的是碳纖維、以塑代鋼、使用輕質合金等，新材料是如何從電池系統上來實現汽車輕量化呢？
從上圖，可以看出整個電池板由眾多鋰電池組成單體電池包，電池包組成電池組，再由電池組構成電池板。看似簡單，但實際需要解決很多連接和散熱的問題。
從應用上來說，汽車在高速運行中由于顛簸，電池的內部晃動性比較厲害，因此還必須解決減震和粘接固定問題。
從功能上來說，由于電池工作時會放出大量熱量，每個電池組之間需要導熱管路，同時為了防止電池與外殼發(fā)生短路，導熱管路需要具有絕緣性和阻燃性。
為滿足以上的要求，目前行業(yè)引入導熱、阻燃有機硅灌封膠。
二、有機硅灌封膠在新能源汽車電池中的作用
有機硅灌封膠固化后具有較好的彈性，并且與其他材料比，硅膠具有更多的極性官能團，能與電池外殼塑料、電池外殼鋁件表面的極性材質形成化學鍵合，從而有效形成粘接、固定，來滿足減震要求。
另外，有機硅灌封膠通過添加阻燃劑和導熱劑，獲得良好的導熱和阻燃性能，能有效為電池組及電芯散熱，改善電池工作溫度，很好地保護電池內部關鍵電子器件、電芯和母線，進而避免電涌和電池起火的危險，妥善解決了散熱和阻燃防火問題。
三、有機硅灌封膠如何助力汽車輕量化
有人可能會問，這類有機硅導熱灌封膠的使用跟汽車輕量化有什么關系呢？據統計，一輛家庭乘用車的新能源汽車中電池板的重量約150-400kg，有機硅導熱灌封膠的使用量大約在20-50kg，其性能要求是： 導熱系數0.4-0.8W/m*K，阻燃達到UL94 V-0或V-1，并具有良好的流動性?，F階段各廠家生產的有機硅灌封膠均采用氧化鋁、硅微粉等導熱填料來生產，滿足新能源電池板要求的膠比重通常在1.8-2.2g/cm3。如果將膠的比重降至1.6g/cm3以下，則同等體積填充下，膠的重量減少10-30%。以50kg灌封膠用量計算，則可降低5-15kg。
5-15kg”相比于一般家用汽車的重量1-2噸顯得微不足道，但是從新材料的使用及結構設計、工藝方面來說，這個數字對汽車輕量化具有重要意義。我們可以從奧迪TT的發(fā)展來獲得初步認識。奧迪TT二代比一代減重30多kg，三代又在二代基礎上繼續(xù)減了17kg，其減重是依賴于鋁合金的材質的使用：鋁合金占了35.8%，鋼21.6%。但是鎂鋁合金的使用每減重1公斤大約增加130元，采用碳纖維增強復合材料則每減重一公斤成本增加180元以上。并且突破鋼和鋁的連接，需要引入了很多先進的連接工藝支持鋼鋁混合車身的制造，還有各方面的性能要求，在此不作贅述。而降低硅膠的比重則基本不需要帶來成本的上升。由此可見，通過降低有機硅灌封膠的比重對汽車輕量化的發(fā)展非常重要的作用。
四、如何降低有機硅灌封膠的比重
有機硅導熱灌封膠是將導熱填料添加到有機硅（乙烯基硅油或107硅膠）中，通過攪拌混合制得的。導熱填料的種類、比重及添加份數決定了有機硅灌封膠的導熱系數、密度、阻燃性以及流動性。常用的導熱填料有氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、硅微粉等，這些材料比重較高，通常需要添加200份導熱填料，才能制備0.8W/m*K導熱率的有機硅灌封膠，而這時膠的密度達到1.8-2.2 g/cm3，同時不具有阻燃性能。
