塑料复合材料:电动汽车电池安全的核心

放大  缩小 日期:2025-04-24     来源:[塑趋势™PlasTrends]    评论:0      
核心提示:【汽车材料网】确保电动汽车(EV)电池在正常行驶和事故情况下的安全运行,是汽车制造商面临的首要课题。在此领域,塑料材料(特别是用于预防热失控的解决方案)正成为EV安全的关键支柱。尽管数据显示EV起火概率低于
【汽车材料网】确保电动汽车(EV)电池在正常行驶和事故情况下的安全运行,是汽车制造商面临的首要课题。在此领域,塑料材料(特别是用于预防热失控的解决方案)正成为EV安全的关键支柱。尽管数据显示EV起火概率低于燃油车,但随着电动车保有量持续攀升,其安全性愈发受到关注。

多种材料可用于电动汽车电池的防火保护。图片由IDTechEx提供。

市场研究机构IDTechEx最新报告指出,防火材料的选择与布局取决于电池形态——方形电池(占市场58%)、圆柱电池(22%)或软包电池(20%)。IDTechEx研究总监James Edmondson博士分析:"方形/软包电池通常在电芯间采用片状材料,圆柱电池则多选用封装泡沫。当然,片材也可用于圆柱系统,泡沫也能适配其他类型,只是应用较少。"

  多功能材料崛起

塑料需与多种防火材料竞争以满足UL 2596测试标准——该专为评估电池包材料热机械性能制定的规范,重点验证材料在热失控极端条件(高温、机械摩擦、压力)下的耐受性。

为应对更高能量密度需求,材料供应商正开发多功能复合材料,以减少组装工序。目前趋势是采用兼具防火/膨胀特性的复合塑料,直接模制成电池模组的结构件(如电芯支架)。

  复合材料创新案例

  • 沙特基础工业(SABIC):基于Stamax 30YH570长玻纤聚丙烯树脂开发的电池模组箱体原型,仅<u>1mm间隔厚度</u>即可阻断18650圆柱电池热失控蔓延。该材料通过隔热阻燃特性降低电芯间连锁反应风险,结合压缩泡沫在方形/软包电池中也展现优异防护性能。

  • 旭化成:改性聚苯醚(PPE)材料Xyron G532Z,<u>3mm厚板材</u>可承受<u>850℃火焰5分钟</u>不穿透。其Xyron Z系列在<u>0.75mm厚度</u>即达UL V0阻燃等级,<u>2-3mm</u>实现5VA级,且采用无卤阻燃剂

膨胀聚合物材料是提升电动汽车电池安全性的重要解决方案。图片由Pyrophobic Systems提供。

  • 加拿大Pyrophobic Systems:LithiumPrevent膨胀聚合物技术通过注塑/挤出成型防火组件,遇高温会吸热膨胀形成多孔炭层,持续隔离火势。

  防火电池包整体方案

塑料的应用已延伸至电池包最外层结构。为提升量产效率,车企正用复合材料替代金属:

塑料的防火作用可延伸至电动汽车电池的最外层组件,包括电池包壳体本身。图片由三菱化学提供。

  • 三菱化学&EDAG集团:开发热固/热塑性复合材料方案—— ▶ 上盖:采用通过UL 2596认证的阻燃纤维增强热塑性复合材料 ▶ 下托盘:单次模压成型混合设计(侧壁:碳纤维FMC锻造材料;底板:玻璃/碳纤维热固预浸料夹层结构

 
 
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