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新能源汽車電池包用什么阻燃PP比較好？
發(fā)布時間：2021.04.16
信息摘要：
電池包是新能源汽車的動力源，由殼體包覆電池模塊而構(gòu)成電池包主體。PP存在低溫脆性大、阻燃性差的缺點(diǎn)而不能滿足上蓋材料沖擊和阻燃等要求。因此要想滿足新能源汽車電池包上蓋的需求，需要對阻燃PP進(jìn)行增韌改性。




電池包是新能源汽車的動力源，由殼體包覆電池模塊而構(gòu)成電池包主體。電池殼體對電池模塊的安全工作和防護(hù)起著關(guān)鍵作用，要求其材料具有防腐蝕、絕緣、耐常溫和低溫(–25℃)沖擊以及阻燃等特性。電池殼體由上殼體和下殼體兩部分組合而成，上殼體即為上蓋，其主要作用是防護(hù)、密封并與汽車車廂隔離。隨著新能源車的快速發(fā)展，其續(xù)航里程成為汽車制造商及購買者的首要關(guān)注點(diǎn)，因而降低電池包各組成部分的重量，對于新能源汽車輕量化及提高其續(xù)航里程至關(guān)重要。


118-新能源汽車電池包配圖



目前新能源車用電池包上蓋材料主要為金屬材料和片狀模塑料(SMC)材料。這兩種材料雖然各有優(yōu)點(diǎn)，但也有突出的缺點(diǎn)，如金屬材料密度大、成型工藝復(fù)雜耗時長，SMC材料密度較大、不能回收利用、生產(chǎn)中的有毒氣體危害環(huán)境及人體健康。


新能源汽車電池包用什么阻燃PP比較好？

熱塑性塑料聚丙烯(PP)具有密度輕、無毒無味、易成型加工、耐腐蝕、價格低廉和易回收循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，作為使用量最大的熱塑性塑料廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)?；赑P的優(yōu)良性能，目前國內(nèi)某汽車制造商擬計劃選用PP作為其新款新能源汽車電池包上蓋材料，這里并不是指普通的PP基材，因?yàn)镻P存在低溫脆性大、阻燃性差的缺點(diǎn)而不能滿足上蓋材料沖擊和阻燃等要求。因此要想滿足新能源汽車電池包上蓋的需求，需要對阻燃PP進(jìn)行增韌改性。


1、PP阻燃改性

  PP常用的溴系阻燃劑在燃燒時會釋放有毒有害氣體，被逐漸禁止應(yīng)用；而另一類磷–氮系無鹵膨脹型阻燃劑，具有低毒、低煙、不產(chǎn)生腐蝕性氣體的優(yōu)點(diǎn)，逐漸廣泛應(yīng)用于PP中；這是由于膨脹型阻燃劑遇火燃燒即可在樣條表面形成一層致密的炭層，該炭層能夠阻隔氧氣與樣條的接觸，同時也能夠阻隔可燃性氣體擴(kuò)散到未燃樣條的表面，從而起到非常好的阻燃作用。


118-新能源汽車電池包阻燃PP配圖(黑色粒子)




2、PP增韌改性

從下圖“不同增韌劑含量阻燃PP的力學(xué)性能”可以看出，隨著增韌劑含量的增加，阻燃PP的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸緩慢下降趨勢，沖擊強(qiáng)度則呈現(xiàn)不斷快速上升趨勢。這是由于增韌劑在材料中以分散相存在，它的加入破壞了PP的結(jié)晶度而導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度下降；同時受到外力作用時，增韌劑在基體材料中誘發(fā)銀紋和剪切帶的產(chǎn)生而消耗大量能量，從而延緩了材料的破壞，使沖擊強(qiáng)度上升。



118-新能源汽車電池包阻燃PP配圖-不同增韌劑含量阻燃PP的力學(xué)性能

（圖片來源：中國汽車材料網(wǎng)）

（1）當(dāng)增韌劑的添加量達(dá)到8%時，沖擊強(qiáng)度大幅上升，材料出現(xiàn)脆–韌轉(zhuǎn)變。
（2）當(dāng)增韌劑的添加量為10%時，拉伸強(qiáng)度為17.8 MPa，23℃和–25℃時的沖擊強(qiáng)度分別為25.5，11.6 kJ／m2，滿足了電池包上蓋的沖擊韌性要求，因此，確定增韌劑的最佳含量為10%。


某國產(chǎn)汽車配套商采用增韌改性阻燃PP材料吸塑成型電池包上蓋。經(jīng)過各項(xiàng)成品試驗(yàn)測試均合格，達(dá)到了客戶的預(yù)期目標(biāo)，現(xiàn)已批量投入生產(chǎn)，成功應(yīng)用于某款新能源汽車上。



文章摘選自：期刊-《工程塑料應(yīng)用》；作者：葉淑英




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