李 濤

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

近年來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展培育新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，截至2010年底，新能源汽車(chē)生產(chǎn)和銷(xiāo)售分別實(shí)現(xiàn)136.6萬(wàn)輛和136.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)了7.5%和10.9%，均實(shí)現(xiàn)了歷史新高。我國(guó)作為新能源汽車(chē)制造和銷(xiāo)售大國(guó)，對(duì)新能源汽車(chē)技術(shù)的要求也在不斷提升。而雙組份膠粘劑的使用，便是在新能源汽車(chē)核心組件動(dòng)力電池的底板噴涂、側(cè)板安裝、電芯組合等環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，本文重點(diǎn)分析解決雙組份膠粘劑在金屬防腐型汽車(chē)動(dòng)力電池上的使用難題，為汽車(chē)動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)安裝從膠粘劑方面提供一定的幫助。

1 雙組份膠粘劑

（1）產(chǎn)品特點(diǎn)。雙組份膠粘劑較傳統(tǒng)膠粘劑具備黏合性能高，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，耐熱性較強(qiáng)，絕緣性較佳，具備一定抗震、減震等特性，被越來(lái)越多的新能源汽車(chē)中動(dòng)力電池的組合和安裝階段所采用。由于雙組份膠粘劑在設(shè)計(jì)之初，采用了納米小分子顆粒技術(shù)，將產(chǎn)品的抗老化性、抗沖擊性等膠粘劑的性能進(jìn)行大幅度的提高，并且具備一定的殺菌、除臭、抗污的特性[1]。納米材料的加入，將其分子特性發(fā)揮到新的高度，在A膠和B膠的組合反應(yīng)時(shí)可以更加完全地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使兩種膠體混合更充分，發(fā)揮出較強(qiáng)的化學(xué)特性，使得膠層與粘連層直接的粘合力大大增加，膠層間的密封性更好，具備一定的產(chǎn)品韌性，非常適合于新能源汽車(chē)動(dòng)力電池模塊間的粘合使用。

（2）應(yīng)用范圍。雙組份膠粘劑應(yīng)用范圍較廣，主要可以用于金屬與金屬之間、金屬與非金屬之間及木材與木材之間的粘合使用。

2 動(dòng)力電池

2.1 常見(jiàn)的動(dòng)力電池

在新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)和使用中，只有不斷創(chuàng)新發(fā)展新能源汽車(chē)動(dòng)力電池技術(shù)，才能保證新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池質(zhì)量，保證新能源汽車(chē)安全行駛。在對(duì)動(dòng)力電池的劃分中，根據(jù)電池的內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的不同主要分為蓄電池和燃料電池兩種。蓄電池主要被用于傳統(tǒng)汽車(chē)電瓶、電動(dòng)自行車(chē)電瓶及場(chǎng)內(nèi)助力電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池，現(xiàn)在被廣泛使用的主要是鉛蓄電池、鎳基電池等，蓄電池由于具有多次充放電的特性最早也被稱(chēng)作二次電池，由于鉛蓄電池制作簡(jiǎn)單，制作成本低，在最初的新能源汽車(chē)動(dòng)力電池使用上，也曾大量使用鉛蓄電池作為主要的動(dòng)力來(lái)源[2]。但是，由于鉛蓄電池本身隨著充放電次數(shù)的增加而不斷電力儲(chǔ)存能力不斷衰減的性質(zhì)，導(dǎo)致其逐漸被新型電池所淘汰。燃料電池作為一種新型的動(dòng)力電池，相較于蓄電池來(lái)講使用環(huán)保、能量密度大，但是技術(shù)相對(duì)不成熟。具體主要包括甲醇動(dòng)力電池、氫燃料動(dòng)力電池等，氫燃料電池是社會(huì)公認(rèn)的未來(lái)可以作為主要?jiǎng)恿?lái)源的動(dòng)力電池發(fā)展方向，能量密度較高，使用過(guò)程只產(chǎn)生水蒸氣最為環(huán)保，但是由于在現(xiàn)有技術(shù)條件下動(dòng)力電池在使用過(guò)程中安全性無(wú)法保障，導(dǎo)致目前為止無(wú)法大規(guī)模推廣使用。

2.2 新型動(dòng)力電池

（1）鋰電池及石墨烯電池。近年來(lái)，鋰電池技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)已逐漸成為社會(huì)上使用度最高的動(dòng)力電池。按照內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的不同鋰電池又分為磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等，其中磷酸鐵鋰電池主要使用在比亞迪等新能源電動(dòng)汽車(chē)中，三元鋰電池主要應(yīng)用于特斯拉等新能源電動(dòng)汽車(chē)。根據(jù)汽車(chē)的設(shè)計(jì)要求的不同，兩種鋰電池并沒(méi)有明顯的區(qū)別，但是近年來(lái)在鋰電池的大規(guī)模推廣使用中發(fā)現(xiàn)，鋰電池存在一定使用條件下自燃、自爆等安全隱患，對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題雖然通過(guò)近幾年的技術(shù)進(jìn)步，安全問(wèn)題得到一定程度的解決，但并未能從根本上防止這些安全隱患的發(fā)生。

針對(duì)鋰電池安全性相對(duì)較差的情況，石墨烯電池技術(shù)取得了較大進(jìn)步。所謂石墨烯電池其實(shí)是利用鋰離子在石墨烯環(huán)境中快速穿梭縮短電池的充放電時(shí)間，減少電池污染，提升電池使用效率的一種方式，但是由于石墨烯電池相對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本較高，另外由于其穩(wěn)定性和耐用性還需要時(shí)間的檢驗(yàn)，所以還未完全普及推廣。

（2）新型動(dòng)力電池的應(yīng)用。新型動(dòng)力電池作為汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，為汽車(chē)在日常行駛中以電能為主要能量提供方式確保汽車(chē)可以在道路上快速行駛，得到了廣泛的應(yīng)用。在具體應(yīng)用方面，新型動(dòng)力電池主要應(yīng)用于純電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)。純電動(dòng)汽車(chē)較為容易理解，就是完全使用動(dòng)力電池作為驅(qū)動(dòng)方式，動(dòng)力電池的能量密度、充電時(shí)間及電池耐用程度直接決定了純電動(dòng)汽車(chē)的使用體驗(yàn)。相比于純電動(dòng)汽車(chē)，混合電動(dòng)汽車(chē)分類(lèi)相對(duì)復(fù)雜，按照電池在汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源中提供的比例或重要程度，主要可以分為輕度混合動(dòng)力汽車(chē)、中度混合動(dòng)力汽車(chē)及重度混合動(dòng)力汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)在動(dòng)力上不僅是采用動(dòng)力電池一種驅(qū)動(dòng)方式，還有傳統(tǒng)的化石燃料等作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車(chē)在路面行駛。在混合動(dòng)力汽車(chē)上，對(duì)動(dòng)力電池的能量密度及電池電量?jī)?chǔ)備等相對(duì)要求不高，選擇動(dòng)力電池的范圍相對(duì)較廣，但是混合動(dòng)力汽車(chē)由于依然使用了化石燃料作為驅(qū)動(dòng)方式，所以只是作為新能源汽車(chē)發(fā)展中的一種折中方案所采用。

3 雙組份膠粘劑的具體應(yīng)用

（1）在動(dòng)力電池底板上的使用。雙組份膠粘劑在電池地板上即是在電池箱體底部進(jìn)行噴涂處理。在電池箱體底部進(jìn)行處理時(shí)，由于底部一般在汽車(chē)底盤(pán)上方，直接與汽車(chē)主要的承重部位即底盤(pán)相接觸，汽車(chē)的振動(dòng)會(huì)直接傳導(dǎo)至動(dòng)力電池上，這便要求雙組份膠粘劑具備較強(qiáng)的粘合性及一定的抗震、減震性能。在噴涂時(shí)，噴涂工藝要求相對(duì)較高，由于噴涂面積較大，噴涂時(shí)需要保證噴涂面的均勻、平整，如噴涂膠量誤差超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致噴涂不均勻，會(huì)造成汽車(chē)在行駛過(guò)程中造成較大的安全隱患。在進(jìn)行全自動(dòng)噴涂時(shí)，在PARK箱體底部噴涂時(shí)，需要保證膠量的持續(xù)、穩(wěn)定、大量出膠，膠量要求一般在1-3升左右，并且噴涂誤差要求較小，需要達(dá)到A膠與B膠的混合總膠量精度在正負(fù)5個(gè)點(diǎn)范圍以?xún)?nèi)，并且CMK需要大于等于1.67，實(shí)現(xiàn)膠量噴涂的實(shí)時(shí)監(jiān)控。膠量在供料階段，需要保證大于等于200升的膠量供應(yīng)，在具體的膠量噴涂階段，需要按照設(shè)計(jì)要求，保證涂膠均勻，并且在涂膠機(jī)器設(shè)置上需要設(shè)置膠量低于預(yù)警值后主動(dòng)報(bào)警，并及時(shí)換膠。

在動(dòng)力電池底板噴涂工藝選擇上，需要采用雙組份的導(dǎo)熱硅膠進(jìn)行噴涂處理。雙組份導(dǎo)熱硅膠由于具備中高黏度特性，黏度值在200000-400000CPS，在具體的噴涂膠量要求上也是一般在1-3升左右，并且噴涂誤差要求較小，需要達(dá)到A膠與B膠的混合總膠量精度在正負(fù)5個(gè)點(diǎn)范圍以?xún)?nèi)，并且CMK需要大于等于1.67，并且由于在噴涂階段膠料需求量較大，需要采用連續(xù)計(jì)量的方式分別對(duì)A膠和B膠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、精確計(jì)量。

（2）動(dòng)力電池側(cè)板中的使用。雙組份膠粘劑在動(dòng)力電池側(cè)板噴涂時(shí)，由于動(dòng)力電池側(cè)板具體位置不同，導(dǎo)致對(duì)膠量的具體噴涂也存在一定差異，在進(jìn)行設(shè)備參數(shù)上傳時(shí)，要實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)模式，可以實(shí)時(shí)修改膠量的噴涂速度和噴涂量，保證側(cè)板黏合效果，確保電池與側(cè)板黏合精度，保證電池?zé)崃靠梢酝ㄟ^(guò)側(cè)板進(jìn)行及時(shí)地向電池外部排放的同時(shí)確保電池與側(cè)板間粘合的穩(wěn)定程度。針對(duì)于雙組份膠粘劑的材料使用特性，在具體側(cè)板粘合階段中需要將涂膠系統(tǒng)分為兩組供料裝置，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)A膠與B膠獨(dú)立供料的使用要求。在具體的供料環(huán)節(jié)中，需要采用壓力罐作為主要的存儲(chǔ)中轉(zhuǎn)方式，利用壓力罐的耐壓性對(duì)膠體進(jìn)行抽真空處理，并且由于B膠的膠體材料是濕氣固化型，需要在B膠的膠體罐中進(jìn)行充氮處理，以達(dá)到隔絕空氣的目的。采用雙罐儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)哪Ｊ?，可以在保證膠體存放時(shí)化學(xué)特性穩(wěn)定，在中轉(zhuǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)上需要在壓力罐上安裝傳感器，重點(diǎn)監(jiān)控膠體的膠量，通過(guò)對(duì)膠液高度的監(jiān)控設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，確保膠量較低時(shí)機(jī)器自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在膠液高度較低時(shí)，通過(guò)另一個(gè)存儲(chǔ)罐進(jìn)行供料，保證膠量的混合精確程度。

（3）在組合電芯上的使用。在動(dòng)力電池中，如上文中提到的無(wú)論是鹽酸鐵鋰動(dòng)力電池、還是三元鋰動(dòng)力電池，都需要采用膠黏劑將內(nèi)部電芯進(jìn)行膠粘黏合后組成一個(gè)穩(wěn)定的整體模塊，并且在電芯與電芯之間需要保證良好的絕緣特性。并且由于動(dòng)力電池在存放電過(guò)程中需要散發(fā)大量的熱量，這便要求膠粘劑具備一定的導(dǎo)熱性。雙組份膠粘劑在具有較好的黏合性能的同時(shí)，具備較強(qiáng)的導(dǎo)熱特性在電池電芯的粘合上被廣泛應(yīng)用。在雙組份膠粘劑的具體使用中，應(yīng)當(dāng)保證A膠與B膠的混合總膠量精度在正負(fù)5個(gè)點(diǎn)范圍以?xún)?nèi)，并且CMK需要大于等于1.67，其中A膠膠量精度需在正負(fù)5個(gè)點(diǎn)范圍以?xún)?nèi)，CMK大于等于1.67，B膠膠量精度需在正負(fù)5個(gè)點(diǎn)范圍以?xún)?nèi)，CMK大于等于1.67，A膠與B膠的混合比例精度在正負(fù)5個(gè)點(diǎn)范圍以?xún)?nèi)，并且CMK需要大于等于1.67，在膠量上需嚴(yán)格滿(mǎn)足上述標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行精確配比。在涂膠過(guò)程，涂膠量的設(shè)置上一般是在1-4毫升的范圍內(nèi)，按照設(shè)計(jì)要求，保證涂膠均勻，并且在涂膠機(jī)器設(shè)置上需要設(shè)置膠量低于預(yù)警值后主動(dòng)報(bào)警，并及時(shí)換膠。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)今社會(huì)金屬防腐型汽車(chē)動(dòng)力電池的研究方向上，一定要研究并使用好雙組份膠粘劑。隨著新能源汽車(chē)在汽車(chē)市場(chǎng)上的地位不斷增加，人們的環(huán)保意識(shí)及社會(huì)的環(huán)保要求不斷提升，新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)和要求也不斷面臨新的挑戰(zhàn)。膠粘劑作為電池制造工藝的重要組成部分，膠粘劑的使用直接決定了電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及汽車(chē)的安全行駛性能，雙組份膠粘劑的各項(xiàng)優(yōu)良特性必將在新能源汽車(chē)電池包的設(shè)計(jì)和安裝中被更加廣泛地加以應(yīng)用。