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新能源汽车锂电池阻燃材料

时间:2022-02-21 编辑:池龙新能源 游览:1388次

  全球每年都会发生汽车自燃事故。公开资料显示,2016年,我国约40款新能源汽车发生火灾事故29起,其中纯电动汽车是火灾事故高发的车型类型,占比79%。其次是油电混合占10%,插电式混合占7%,最后是未公开的动力类型占4%。那么,新能源汽车是如何做到防火阻燃的呢?


  新能源汽车与燃油汽车的不同之处在于,它使用电力作为驱动动力源。因此,用电安全尤为重要。一旦发生电路短路或高压击穿,会导致零件停止工作,可能导致汽车抛锚、整车漏电,也可能导致汽车自燃。新能源汽车除了绝缘、耐压、耐腐蚀,还需要考虑阻燃性。今天我就给大家简单介绍一下新能源汽车市场上不同部件的大部分主要阻燃材料。


  1.电池模块


  目前全球没有统一的车用电压标准,各大新能源汽车企业采用的电压也不一样。像比亚迪这样的车企,用的都是低、中、高压平台的新能源车。高压可达690V,而瞬时脉冲可达800V以上,因此,如果不使用阻燃材料,一旦电压击穿或遇到高温,就会造成整车漏电或自燃等事故。因此,阻燃材料成为电池组件包覆的首选。


  一般情况下,电池外壳可采用铸钢板、铝合金、SMC复合材料、碳纤维增强复合材料、长玻璃纤维阻燃增强聚丙烯材料、PP-LGF35等。


  SMC复合材料,即片状模塑料。主要由GF(特种纱线)、UP(不饱和树脂)、低收缩添加剂、MD(填充剂)和各种添加剂组成。塑料外壳具有良好的成本优势和综合性能,是目前开发动力电池外壳的主要开发材料。在动力电池对阻燃剂提出明确要求后,越来越多的企业,如AVIC锂电、博世、田雷等。开始使用阻燃塑料作为电池外壳。


  2.充电设施


  目前充电设施的标准并不完全一致。由于不同电动汽车的电压平台不同,以及接口、通信协议等技术因素的差异,导致桩之间无法互联互通,桩与桩之间的不匹配非常突出。充电设施包括充电桩、高压线、高压连接器、充电枪等高压部件。它的重要性和汽车上的动力电池是一样的,需要考虑阻燃性和充电的安全性。根据目前我国颁布的充电设施标准和要求,我们对充电桩和充电枪外壳、插座插头、内部高压线束的阻燃材料进行了梳理,列出了目前充电设施的产品,分析了相应材料的性能特点。3.电连接器


  继电器、高压连接器等电气连接器都需要添加阻燃材料,这是基本要求。连接器的金属端子需要多次插拔,也要求使用寿命长,避免老化、断裂、耐热。目前常见的材料主要有PBT、PA等材料。


  根据这些要求,统计了一些常见的材料及其对应的材料特性,如下图所示。


  车用阻燃材料的未来


  在我国聚合物(包括工程塑料在内的各种塑料)的阻燃中,主要使用用量少、阻燃效率高、适应性广的添加型溴系阻燃剂。溴系多溴联苯醚(PBDPO)燃烧时会产生有毒致癌的多溴苯并噁烷(PBDD)和多溴苯并呋喃(PBDF),卤素阻燃剂燃烧时会产生大量烟雾和有毒腐蚀性气体,会导致电路系统开关和其他金属物体腐蚀的严重缺陷,以及对人体呼吸道和其他器官的伤害,这些都不是单靠火就能造成的。


  目前我国也在制定新的汽车内饰防火标准,意见稿已经下发。在保留GB8410的基础上,增加了垂直燃烧、氧指数、烟密度等几项指标。增加烟密度指数是一个很大的进步。发生火灾时,大多数人会被浓烟窒息而死。但国标仍然没有考虑烟气毒性。


  人们越来越关注环保、安全和健康问题,各国也重点开发和研究环保型阻燃材料。国家标准将更加完善和严格,车用阻燃材料将向环保和多元化方向发展。