双组份胶粘剂在金属防腐型汽车动力电池中的应用——以新能源汽车为例

李 涛

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

近年来，我国大力发展培育新能源汽车产业，截至2010年底，新能源汽车生产和销售分别实现136.6万辆和136.7万辆，同比增长了7.5%和10.9%，均实现了历史新高。我国作为新能源汽车制造和销售大国，对新能源汽车技术的要求也在不断提升。而双组份胶粘剂的使用，便是在新能源汽车核心组件动力电池的底板喷涂、侧板安装、电芯组合等环节发挥着关键作用，本文重点分析解决双组份胶粘剂在金属防腐型汽车动力电池上的使用难题，为汽车动力电池的设计安装从胶粘剂方面提供一定的帮助。

1 双组份胶粘剂

（1）产品特点。双组份胶粘剂较传统胶粘剂具备黏合性能高，结构相对稳定，耐热性较强，绝缘性较佳，具备一定抗震、减震等特性，被越来越多的新能源汽车中动力电池的组合和安装阶段所采用。由于双组份胶粘剂在设计之初，采用了纳米小分子颗粒技术，将产品的抗老化性、抗冲击性等胶粘剂的性能进行大幅度的提高，并且具备一定的杀菌、除臭、抗污的特性[1]。纳米材料的加入，将其分子特性发挥到新的高度，在A胶和B胶的组合反应时可以更加完全地发生化学反应，使两种胶体混合更充分，发挥出较强的化学特性，使得胶层与粘连层直接的粘合力大大增加，胶层间的密封性更好，具备一定的产品韧性，非常适合于新能源汽车动力电池模块间的粘合使用。

（2）应用范围。双组份胶粘剂应用范围较广，主要可以用于金属与金属之间、金属与非金属之间及木材与木材之间的粘合使用。

2 动力电池

2.1 常见的动力电池

在新能源汽车的设计和使用中，只有不断创新发展新能源汽车动力电池技术，才能保证新能源汽车的动力电池质量，保证新能源汽车安全行驶。在对动力电池的划分中，根据电池的内部化学物质的不同主要分为蓄电池和燃料电池两种。蓄电池主要被用于传统汽车电瓶、电动自行车电瓶及场内助力电动车动力电池，现在被广泛使用的主要是铅蓄电池、镍基电池等，蓄电池由于具有多次充放电的特性最早也被称作二次电池，由于铅蓄电池制作简单，制作成本低，在最初的新能源汽车动力电池使用上，也曾大量使用铅蓄电池作为主要的动力来源[2]。但是，由于铅蓄电池本身随着充放电次数的增加而不断电力储存能力不断衰减的性质，导致其逐渐被新型电池所淘汰。燃料电池作为一种新型的动力电池，相较于蓄电池来讲使用环保、能量密度大，但是技术相对不成熟。具体主要包括甲醇动力电池、氢燃料动力电池等，氢燃料电池是社会公认的未来可以作为主要动力来源的动力电池发展方向，能量密度较高，使用过程只产生水蒸气最为环保，但是由于在现有技术条件下动力电池在使用过程中安全性无法保障，导致目前为止无法大规模推广使用。

2.2 新型动力电池

（1）锂电池及石墨烯电池。近年来，锂电池技术发展迅速，现已逐渐成为社会上使用度最高的动力电池。按照内部化学物质的不同锂电池又分为磷酸铁锂电池、三元锂电池等，其中磷酸铁锂电池主要使用在比亚迪等新能源电动汽车中，三元锂电池主要应用于特斯拉等新能源电动汽车。根据汽车的设计要求的不同，两种锂电池并没有明显的区别，但是近年来在锂电池的大规模推广使用中发现，锂电池存在一定使用条件下自燃、自爆等安全隐患，对于这类问题虽然通过近几年的技术进步，安全问题得到一定程度的解决，但并未能从根本上防止这些安全隐患的发生。

针对锂电池安全性相对较差的情况，石墨烯电池技术取得了较大进步。所谓石墨烯电池其实是利用锂离子在石墨烯环境中快速穿梭缩短电池的充放电时间，减少电池污染，提升电池使用效率的一种方式，但是由于石墨烯电池相对设计复杂、成本较高，另外由于其稳定性和耐用性还需要时间的检验，所以还未完全普及推广。

（2）新型动力电池的应用。新型动力电池作为汽车的动力来源，为汽车在日常行驶中以电能为主要能量提供方式确保汽车可以在道路上快速行驶，得到了广泛的应用。在具体应用方面，新型动力电池主要应用于纯电动汽车及混合动力汽车。纯电动汽车较为容易理解，就是完全使用动力电池作为驱动方式，动力电池的能量密度、充电时间及电池耐用程度直接决定了纯电动汽车的使用体验。相比于纯电动汽车，混合电动汽车分类相对复杂，按照电池在汽车动力来源中提供的比例或重要程度，主要可以分为轻度混合动力汽车、中度混合动力汽车及重度混合动力汽车。混合动力汽车在动力上不仅是采用动力电池一种驱动方式，还有传统的化石燃料等作为动力驱动汽车在路面行驶。在混合动力汽车上，对动力电池的能量密度及电池电量储备等相对要求不高，选择动力电池的范围相对较广，但是混合动力汽车由于依然使用了化石燃料作为驱动方式，所以只是作为新能源汽车发展中的一种折中方案所采用。

3 双组份胶粘剂的具体应用

（1）在动力电池底板上的使用。双组份胶粘剂在电池地板上即是在电池箱体底部进行喷涂处理。在电池箱体底部进行处理时，由于底部一般在汽车底盘上方，直接与汽车主要的承重部位即底盘相接触，汽车的振动会直接传导至动力电池上，这便要求双组份胶粘剂具备较强的粘合性及一定的抗震、减震性能。在喷涂时，喷涂工艺要求相对较高，由于喷涂面积较大，喷涂时需要保证喷涂面的均匀、平整，如喷涂胶量误差超过设计标准导致喷涂不均匀，会造成汽车在行驶过程中造成较大的安全隐患。在进行全自动喷涂时，在PARK箱体底部喷涂时，需要保证胶量的持续、稳定、大量出胶，胶量要求一般在1-3升左右，并且喷涂误差要求较小，需要达到A胶与B胶的混合总胶量精度在正负5个点范围以内，并且CMK需要大于等于1.67，实现胶量喷涂的实时监控。胶量在供料阶段，需要保证大于等于200升的胶量供应，在具体的胶量喷涂阶段，需要按照设计要求，保证涂胶均匀，并且在涂胶机器设置上需要设置胶量低于预警值后主动报警，并及时换胶。

在动力电池底板喷涂工艺选择上，需要采用双组份的导热硅胶进行喷涂处理。双组份导热硅胶由于具备中高黏度特性，黏度值在200000-400000CPS，在具体的喷涂胶量要求上也是一般在1-3升左右，并且喷涂误差要求较小，需要达到A胶与B胶的混合总胶量精度在正负5个点范围以内，并且CMK需要大于等于1.67，并且由于在喷涂阶段胶料需求量较大，需要采用连续计量的方式分别对A胶和B胶进行实时监控、精确计量。

（2）动力电池侧板中的使用。双组份胶粘剂在动力电池侧板喷涂时，由于动力电池侧板具体位置不同，导致对胶量的具体喷涂也存在一定差异，在进行设备参数上传时，要实现柔性化生产模式，可以实时修改胶量的喷涂速度和喷涂量，保证侧板黏合效果，确保电池与侧板黏合精度，保证电池热量可以通过侧板进行及时地向电池外部排放的同时确保电池与侧板间粘合的稳定程度。针对于双组份胶粘剂的材料使用特性，在具体侧板粘合阶段中需要将涂胶系统分为两组供料装置，以达到实现A胶与B胶独立供料的使用要求。在具体的供料环节中，需要采用压力罐作为主要的存储中转方式，利用压力罐的耐压性对胶体进行抽真空处理，并且由于B胶的胶体材料是湿气固化型，需要在B胶的胶体罐中进行充氮处理，以达到隔绝空气的目的。采用双罐储存运输的模式，可以在保证胶体存放时化学特性稳定，在中转运输环节上需要在压力罐上安装传感器，重点监控胶体的胶量，通过对胶液高度的监控设置报警系统，确保胶量较低时机器自动停止运转，并且在胶液高度较低时，通过另一个存储罐进行供料，保证胶量的混合精确程度。

（3）在组合电芯上的使用。在动力电池中，如上文中提到的无论是盐酸铁锂动力电池、还是三元锂动力电池，都需要采用胶黏剂将内部电芯进行胶粘黏合后组成一个稳定的整体模块，并且在电芯与电芯之间需要保证良好的绝缘特性。并且由于动力电池在存放电过程中需要散发大量的热量，这便要求胶粘剂具备一定的导热性。双组份胶粘剂在具有较好的黏合性能的同时，具备较强的导热特性在电池电芯的粘合上被广泛应用。在双组份胶粘剂的具体使用中，应当保证A胶与B胶的混合总胶量精度在正负5个点范围以内，并且CMK需要大于等于1.67，其中A胶胶量精度需在正负5个点范围以内，CMK大于等于1.67，B胶胶量精度需在正负5个点范围以内，CMK大于等于1.67，A胶与B胶的混合比例精度在正负5个点范围以内，并且CMK需要大于等于1.67，在胶量上需严格满足上述标准，进行精确配比。在涂胶过程，涂胶量的设置上一般是在1-4毫升的范围内，按照设计要求，保证涂胶均匀，并且在涂胶机器设置上需要设置胶量低于预警值后主动报警，并及时换胶。

4 结语

综上所述，在当今社会金属防腐型汽车动力电池的研究方向上，一定要研究并使用好双组份胶粘剂。随着新能源汽车在汽车市场上的地位不断增加，人们的环保意识及社会的环保要求不断提升，新能源汽车动力电池的设计和要求也不断面临新的挑战。胶粘剂作为电池制造工艺的重要组成部分，胶粘剂的使用直接决定了电池的结构稳定性及汽车的安全行驶性能，双组份胶粘剂的各项优良特性必将在新能源汽车电池包的设计和安装中被更加广泛地加以应用。