鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1862次 | 2021年04月15日
動(dòng)力鋰電池包工藝系列;導(dǎo)熱硅膠的使用方式有什么?
在各種導(dǎo)熱膠中,這里的各種重要指環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)熱膠,有機(jī)硅導(dǎo)熱膠和聚氨酯導(dǎo)熱膠,綜合性能最好的當(dāng)屬導(dǎo)熱硅膠,最初是為了滿足電子電路不斷升級(jí)的器件功率散熱需求發(fā)展而來(lái)的。發(fā)熱功率高的器件,假如不能均勻散熱,出現(xiàn)高熱點(diǎn),則可能給器件帶來(lái)致命的損壞。
硅膠特性
有機(jī)硅膠材質(zhì)較軟,有固體橡膠和硅凝膠兩種形態(tài),能夠消除大多數(shù)的機(jī)械應(yīng)力并起到減震保護(hù)效果。物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具備較好的耐高低溫性,可在-50~200℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期工作。優(yōu)異的耐候性,在室外長(zhǎng)達(dá)20年以上仍能起到較好的保護(hù)用途,而且不易黃變。具有優(yōu)異的電氣性能和絕緣能力,灌封后有效提高內(nèi)部元件以及線路之間的絕緣,提高電子元器件的使用穩(wěn)定性。具有的返修能力,可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換。硅膠片,可以將器件上的熱量均勻?qū)С觯乐篃崃窟^(guò)度集中造成的危害。
有機(jī)硅材料在散熱中起到的用途,重要是使發(fā)熱器件和散熱材料接觸得更加緊密。我們都了解,散熱材料一般都是使用導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬材料鋁、銅,發(fā)熱器件通常也是固體。固體和固體之間的接觸,表面有很多的縫隙,使得它們之間的導(dǎo)熱效果變差,假如在它們的接觸界面涂上一層柔軟、導(dǎo)熱性好的界面材料,就能夠解決這個(gè)問(wèn)題。有機(jī)硅恰好就具備這兩種特性的材料。
導(dǎo)熱硅膠典型產(chǎn)品和參數(shù)
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
具體到動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)中,硅膠的應(yīng)用形態(tài)重要包括灌封膠,硅膠片,硅脂,粘接膠幾種形式。下面列舉幾種典型硅膠制品的參數(shù)在下面,要強(qiáng)調(diào)的是,只是個(gè)別典型產(chǎn)品參數(shù)。不過(guò)沒(méi)有找到特別合適的動(dòng)力鋰電池對(duì)應(yīng)應(yīng)用的圖片,電子產(chǎn)品的圖輔助理解。
1)導(dǎo)熱灌封硅膠
比較三種灌封膠可以發(fā)現(xiàn),硅膠的密度可以做的最低。低比重,可拆卸,是導(dǎo)熱硅膠更適合于動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)應(yīng)用的重要特性。
顏色:白、黑色粘稠液體;應(yīng)用領(lǐng)域:汽車(chē)電子、模塊、LED電源驅(qū)動(dòng)模組、太陽(yáng)能組件接線盒、電動(dòng)汽車(chē)充電柱模塊、鋰離子電池組、電容組、磁感線圈、逆變電源。
環(huán)氧樹(shù)脂
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
顏色:黑或白色流體;用于金屬粘接、電機(jī)產(chǎn)品鐵芯粘接、電力電抗器灌封、軟磁單元灌封、耐高溫傳感器灌封等。
聚氨酯
顏色:黑色液體/白色液體、棕黃色液體/棕黃色液體;應(yīng)用領(lǐng)域:應(yīng)用于通訊設(shè)備、變壓器、控制電源、點(diǎn)火控制器、電子傳感器等的澆注與灌封。
2)導(dǎo)熱硅脂
顏色:白色液狀;導(dǎo)熱率:1.2--2.5W/m.K;低沉降,室溫儲(chǔ)存;應(yīng)用領(lǐng)域:功率模塊、集成芯片、電源模塊、車(chē)用電子產(chǎn)品、電訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其附件。
3)導(dǎo)熱粘接密封硅膠
顏色:膏體白色;減輕機(jī)械、熱沖擊和震動(dòng)引起的機(jī)械應(yīng)力和張力;電絕緣性能優(yōu)異、防電暈;戶外老化性優(yōu)異、使用壽命可達(dá)20-30年;在-60-260℃間穩(wěn)定的機(jī)械和電氣性能;應(yīng)用領(lǐng)域:LED燈具密封;汽車(chē)電子元件散熱;PCB板及電子元器件散熱定位密封;大功率帶電器件縫隙填充。
4)導(dǎo)熱硅膠片
顏色:灰色;硬度低;應(yīng)用領(lǐng)域:應(yīng)用于功率模塊、集成芯片、電源模塊、車(chē)用電子產(chǎn)品、電訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他附件。
硅膠在動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前應(yīng)用在整車(chē)熱管理的界面有機(jī)材料中可分為兩種類(lèi)型,一種是導(dǎo)熱墊片,另外一種是導(dǎo)熱填縫材料。圓柱、方形、軟包電池,不同類(lèi)型電芯,利用硅膠散熱的形式也不盡相同。
硅膠片取用方便,生產(chǎn)不要特別的設(shè)備;而使用灌封膠或者硅脂,則要專用設(shè)備涂膠或者注射。在應(yīng)用效果上,可以用下圖來(lái)說(shuō)明。
質(zhì)地越軟的導(dǎo)熱材料,與被冷卻件和散熱器等具有固定形狀的器件貼合越緊密,導(dǎo)熱效果也會(huì)越好。
1)圓柱形動(dòng)力鋰電池用膠
(1)電芯與電芯間灌封
導(dǎo)熱灌封硅膠,灌封膠層柔韌,減震效果好,對(duì)故障電池起到延緩熱失控過(guò)快傳播的總用,導(dǎo)熱系數(shù)可調(diào)節(jié),但缺點(diǎn)是整體灌封大幅新增電池組與整車(chē)重量,并新增成本。相對(duì)而言,硅膠密度較低,假如采用這類(lèi)工藝,硅膠是個(gè)好選擇。
(2)圓柱形電池底部的粘接固定
(3)硅膠片在電芯周?chē)p繞的方式
2)方形動(dòng)力鋰電池用膠解析
關(guān)于方形電池,有機(jī)硅界面材料多數(shù)被用在方形電池底部和系統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)之間,使電池和散熱結(jié)構(gòu)更好地接觸。
(1)電池殼體粘接
(2)電芯鋁殼之間連接
(3)鋁殼電芯之間放置硅膠片
3)軟包動(dòng)力鋰電池用膠解析
電芯與電芯之間的粘接
一個(gè)提高圓柱形電池利用硅膠散熱的專利
在圓柱、方形、軟包三大類(lèi)電池中,由于模組形狀較為復(fù)雜,圓柱型電池利用硅膠材料散熱,生產(chǎn)中效率被拉低,因此圓柱電池應(yīng)用硅膠散熱的實(shí)際案例較少。最近看到的一個(gè)專利恰好解決這個(gè)問(wèn)題。