动力电池包工艺系列-导热胶基础

　　导读

　　锂电池的性能对温度极其敏感，获得适当的工作温度，对充分发挥电池性能，维护合理电池寿命都有重要意义。

　　单纯的机械组装方案所暴露的缺点越来越多，无法满足动力电池安全不断提升的要求，胶粘剂组装或者配合组装，弥补了机械组装的不足。应用在动力电池组装中的胶黏剂类型包括，结构胶粘剂、导热胶粘剂、焊点保护胶和密封胶等等。胶粘剂对提升动力电池性能和安全性，在多个方面发挥作用。用胶的目的大体分为4类:固定，传热，阻燃，防震，而胶的具体使用形式如垫片、灌封、填充等。

　　今天从导热胶的基本特性开始。　

　　在热设计中往往需要考虑电池充放电功率与发热量和散热能力之间的平衡问题。锂电池的性能对温度极其敏感，获得适当的工作温度，对充分发挥电池性能，维护合理电池寿命都有重要意义。合理选择热传递介质，不仅要考虑其热传递能力，还要兼顾生产中的工艺、维护操作性、优良的性价比。从原理说起。

　　导热胶为什么导热

　　导热胶主要由树脂基体[EP(环氧树脂)、有机硅和PU(聚氨酯)等]和导热填料组成。导热填料的种类、用量、几何形状、粒径、混杂填充和改性等对导热胶之导热性能都有影响。导热胶的导热原理:固体内部导热载体主要为电子、声子(在介电体中，导热是通过晶格的振动来实现的，晶格振动的能量是量子化的，这种晶格振动的量子称为声子)。

　　金属内部存在着大量的自由电子，通过电子间的相互碰撞可传递热量;无机非金属晶体通过排列整齐的晶粒热振动导热，通常用声子的概念来描述;由于非晶体可看成晶粒极细的晶体，故非晶体导热也可用声子的概念进行分析，但其热导率远低于晶体;大多数聚合物是饱和体系，无自由电子存在，因此，在胶粘剂中加入高导热填料是提高其导热性能的主要方法。导热填料分散于树脂基体中，彼此间相互接触，形成导热网络，使热量可沿着“导热网络”迅速传递，从而达到提高胶粘剂热导率的目的。

　　导热胶一般有哪几种形式

　　为了适合各种环境和要求，对可能出现的导热问题都有妥善的对策，导热产品有非常多的细分类型，这里不仅限于动力电池系统内的应用场景。

　　1)相变导热绝缘材料

　　利用基材的特性，在工作温度中发生相变，从而使材料更加贴合接触表面，同时也获得了超低的热阻，更加顺畅的进行热量传递，可用于填充模组间隙，向模组外部传递热量。

　　2)导热导电衬垫

　　高导热能力和低电阻的导热材料，一般在电子电器内部使用，其热传导能力和材料本身具备的柔韧性，很好的贴合了功率器件的散热和安装要求。

　　3)热传导胶带

　　用在发热器件与散热器之间的粘接，能同时实现导热、绝缘和固定的功能，能减小设备的体积，是降低设备成本的一项选择。

　　4)导热绝缘弹性橡胶

　　良好的导热能力和高等级的耐压，符合目前电子行业对导热材料的需求，是替代硅脂导热膏加云母片的二元散热系统的最佳产品。该类产品安装便捷，利于自动化生产和产品维护，是极具工艺性和实用性的新型材料。

　　5)柔性导热垫

　　一种有较厚的导热衬垫，专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产，能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位的热传递，同时还能起到减震、绝缘、密封等作用，这个就很适合电池模组内部的应用。

　　6)导热填充剂

　　也可以作为导热胶使用，不仅具有导热的功效，也是粘接、密封灌封材料。通过对接触面或罐状体的填充，传导发热部件的热量。圆柱电池模组是典型应用了。

　　7)导热绝缘灌封胶

　　导热绝缘灌封胶适用于对散热性要求高的电子元器件的灌封。该胶固化后导热性能好，绝缘性优，电气性能优异，粘接性好，表面光泽性好。只是胶用量太大的话，电池包能量密度会被拉低。

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