動力電池-有機硅發泡FIPFG/CIPG方案的優勢及難點

一、發泡FIPFG/CIPG方案的優勢

動力電池是新能源汽車的核心部件，由于其成本可達整車的近50%，同時產品穩定性直接影響到整車的安全性，因此行業對于動力電池pack的密封方案有著非常嚴苛的要求：

1）IP67/68等級密封設計要求，保證電池包防塵防水，不會因為進水而短路。

2）方便拆解，便于對電芯的維護與更換，并做到重復拆解不影響密封性。

由于材料和工藝的限制，泡棉膠條和密封膠這兩種電池pack密封方案占據著主導地位。但是隨著技術的進步，發泡FIPFG/CIPG已經成為pack密封方案的發展趨勢。

所謂發泡FIPFG/CIPG是指膠水經設備點膠后在室溫或高溫下發泡固化，組裝過程中通過壓縮獲得密封效果。相對其他工藝，發泡FIPFG/CIPG有著無可比擬的優勢：

1）泡棉膠條

其優點是隨時可以開箱，方便維修。缺點是容易出現脫落以及彈性下降導致的滲漏；此外需要模切加工，組裝依靠人工，材料和人力成本較高。

2）密封膠

其優點是易于操作，密封效果好。缺點是密封后，如果想打開箱體進行維修，則很困難。

3）傳統FIPFG/CIPG（又名液態墊圈/就地成型墊圈）

傳統FIPFG/CIPG產品最大的問題在于其壓縮率一般只有30%，容易使蓋子變形或不能有效填充工差，造成密封失敗。

4）發泡FIPFG/CIPG完美結合了前三者的優點：

§ 閉孔發泡，壓縮率可達50%，密封效果好

§ 密封材料與部件結合成一體不易脫落

§ 全自動設備生產適用于各種圖形軌跡，可提高產能。

§ 材料及人工成本低。

二、有機硅發泡FIPFG/CIPG的難點

其實聚氨酯發泡FIPFG/CIPG是一種非常成熟的方案，早已廣泛應用于家電、工業設備等產品殼體的防塵密封。但是由于其耐高溫上限只有150度，因此在動力電池pack這種對安全穩定性要求極高的應用場景中，

聚氨酯發泡FIPFG/CIPG就必須讓位于有機硅發泡CIPG材料了！

然而，有機硅發泡材料的施工工藝難度要遠遠高于聚氨酯發泡產品，主要體現在：

1） 壓力精度：有機硅發泡膠水的粘度遠高于聚氨酯材料。目前主流產品AB組分混合前的粘度范圍可達50000~250000 mPas。設備的工作壓強需要達到2Mpa，可接受的浮動范圍不超過±10%。一旦壓力精度控制不良會造成AB組分泵膠混合比率偏差，進而導致發泡不足或發泡不均勻的問題。

2） 溫控精度：有機硅材料的發泡包含氣體生成和框架結構形成兩個反應。首先是羥基基團與含氫化物反應釋放氫氣；另一反應是乙烯基與氫化物反應固化形成框架結構。這兩個反應同時發生且對溫度非常敏感。如果平衡不好這兩種反應，就沒有均勻漂亮的閉孔結構。為了便于理解我們不妨做這樣一個思想實驗：如果固化反應先行完成，那么過高的內聚力會阻礙氣泡的膨脹；而如果氫氣在固化反應之前就過早釋放，那么尚處于液態的結構會使氣體散佚，最終導致發泡不良甚至外觀塌陷。因此，精確的溫度控制尤為關鍵。

3） 混合控制：參與反應的AB兩個組分需要高剪切力才能很好地混合，而部分產品在混合2秒后就開始反應，粘度急劇升高，因此混合過程需要在幾秒鐘內完成。這對動態混合設備有很高的要求。

除了以上提到的三個難點之外，精確的計量，精確的送料等因素都是有機硅發泡材料能否達到預期效果的關鍵要素。只有做到了各個要素的協同才能讓有機硅發泡CIPG材料發揮出它應有的優勢！

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