隨著新能源汽車需求不斷增長(zhǎng),推動(dòng)了汽車電子化和智能化的升級(jí),更完善更全面的電子輔助系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在新能源汽車上,電子器件的散熱和穩(wěn)定性要求也隨之提高。
新能源車的用膠問(wèn)題也再次被聚焦。汽車用膠如何助力新能源車的推廣,為新能源車的可靠性、安全性能保駕護(hù)航?在不同的汽車使用環(huán)境與不同的汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,功能性膠又該如何應(yīng)對(duì)?尤其是新能源車的電機(jī)電控系統(tǒng),對(duì)膠粘劑的需求不再只停留在粘接,對(duì)其導(dǎo)熱性能更是提出了新的高要求!
導(dǎo)熱膠的基本概念
導(dǎo)熱膠是一種含有導(dǎo)熱填充劑的膠粘材料。使用導(dǎo)熱膠填充接觸面間縫隙傳遞熱量,可以提高兩種物體間的熱傳遞效率。在新能源電池和電子設(shè)備生產(chǎn)制造時(shí),對(duì)導(dǎo)熱膠的使用越來(lái)越廣泛。導(dǎo)熱膠能夠很好地填充接觸面間縫隙傳遞熱量,改善兩種物體間的熱傳遞。如將導(dǎo)熱膠涂覆于電路板和散熱器之間,將空氣擠出接觸面,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞,使接觸面真正達(dá)到面與面之間的導(dǎo)熱,從而有效避免產(chǎn)品性能下滑和故障出現(xiàn)。
導(dǎo)熱膠的分類及應(yīng)用
導(dǎo)熱膠按照其成分組成通常是基于有機(jī)硅、環(huán)氧或聚氨酯系列的單組份或雙組份材料。內(nèi)含的添加劑或填充劑可以特定地改變導(dǎo)熱膠的性質(zhì),使其適應(yīng)特定的應(yīng)用。
導(dǎo)熱導(dǎo)電膠需求大幅提升,關(guān)注有機(jī)硅/聚氨酷體系及氣凝膠應(yīng)用進(jìn)展。按應(yīng)用體系和化學(xué)體系分類,我們對(duì)動(dòng)力電池膠粘劑進(jìn)行梳理:
按照應(yīng)用分類劃分:膠粘劑可分為結(jié)構(gòu)膠、灌封&案封膠、功能膠。結(jié)構(gòu)膠起粘接電池中結(jié)構(gòu)膠粘作用,具有高粘接強(qiáng)度的特點(diǎn):灌封&密封膠有效密封電池體系,防止外界雜質(zhì)影響動(dòng)力電池工作環(huán)境:功能膠根據(jù)需求,擁有導(dǎo)熱、導(dǎo)電等多種性能,有助于電池提升熱管理性能。隨著電池結(jié)構(gòu)進(jìn)步,我們預(yù)計(jì)電池密封、灌封需求將緩步下降,而各類功能性膠需求將持續(xù)提升。
按照化學(xué)體系劃分:膠粘劑主要分為聚氨酷、有機(jī)硅、環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸。發(fā)展初期,動(dòng)力電池多用環(huán)氧樹(shù)脂與丙烯酸,但其低彈性不滿足動(dòng)力電池“呼吸作用”需求,我們預(yù)計(jì)后期高彈性和粘接強(qiáng)度的聚氨酷和有機(jī)硅體系將占據(jù)主導(dǎo),而氣凝膠由于獨(dú)有隔熱特性與工作溫度,主要用于電芯之間的隔熱。
自主品牌占據(jù)主導(dǎo)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)替代加速,持續(xù)關(guān)注相關(guān)企業(yè)導(dǎo)入進(jìn)度。相比于傳統(tǒng)車企,新能源汽車主要以自主品牌為主導(dǎo),預(yù)計(jì)將帶動(dòng)相關(guān)材料加速導(dǎo)入。
環(huán)氧導(dǎo)熱膠
單/雙組份環(huán)氧導(dǎo)熱膠,具有結(jié)構(gòu)功能膠的特性,導(dǎo)熱效果好,粘接性好,對(duì)鋁、銅、不銹鋼等多種材料都具有較好的粘接性,耐熱性能好。
應(yīng)用于散熱模組、交通工具、電工電氣、新型能源、家用電器如空調(diào)和熱水器、工控計(jì)算機(jī)、鋰電池等領(lǐng)域。
環(huán)氧導(dǎo)熱膠因其強(qiáng)大的粘接性能和硬度,常被作用灌封膠,對(duì)器件起到了很好的固定和散熱作用。
單組份RTV導(dǎo)熱硅膠
中性單組份室溫濕氣固化硅橡膠,具有良好電絕緣和抗電弧性能,可在-60℃~200℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用,貯存穩(wěn)定??烧辰映R?jiàn)的金屬和非金屬材料,應(yīng)用于多種金屬之間、金屬和非金屬材料之間的設(shè)備發(fā)熱/受熱部件粘合、密封。
適用于發(fā)熱元器件與散熱器之間的粘接與密封,發(fā)熱元器件的固定粘接。
導(dǎo)熱硅凝膠
單/雙組份的間隙填充導(dǎo)熱材料,隨結(jié)構(gòu)形狀成型,具備優(yōu)異的結(jié)構(gòu)適用性和結(jié)構(gòu)件表面貼服特性,縫隙填充充分。具有良好的絕緣耐壓特性和溫度穩(wěn)定性,安全、可靠。常用的導(dǎo)熱凝膠有:parker GEL30,wacker 9749TC。
凝膠一般不會(huì)固化,因此有如下優(yōu)勢(shì):
? 較好的抗裂性能;
? 易于拆解和返修;
? 不需要固化,隨裝隨用。
正因?yàn)閷?dǎo)熱凝膠的這些優(yōu)勢(shì),正成為電控產(chǎn)品中需散熱器件最常使用的導(dǎo)熱材料。主要有如下幾種應(yīng)用場(chǎng)景:
? 母線電容的散熱;
? 功率模塊的散熱;
? 低壓芯片的散熱;
注意,上述提到的應(yīng)用場(chǎng)景,均是在無(wú)電氣屬性或低壓狀態(tài)下的使用,高壓情況下嚴(yán)禁使用,主要是如下原因:
? 膠體內(nèi)存在殘留空氣,在高壓情況下容易擊穿;
? 涂膠過(guò)程中會(huì)將空氣包覆在膠條軌跡內(nèi),同樣造成高壓擊穿;
? 凝膠粘度較大,在涂膠過(guò)程中,很難通過(guò)工藝進(jìn)行脫泡,即使可行,也還是會(huì)存在上述第2點(diǎn)的情況存在。
灌封膠
灌封膠,用于電子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保護(hù)。灌封膠在未固化前屬于液體狀,具有流動(dòng)性,膠液黏度根據(jù)產(chǎn)品的材質(zhì)、性能、生產(chǎn)工藝的不同而有所區(qū)別。灌封膠完全固化后才能實(shí)現(xiàn)它的使用價(jià)值,固化后可以起到防水防潮、防塵、絕緣、導(dǎo)熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。電子灌封膠種類非常多,從材質(zhì)類型來(lái)分,使用最多最常見(jiàn)的主要為3種,即環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠、有機(jī)硅樹(shù)脂灌封膠、聚氨酯灌封膠,而這三種材質(zhì)灌封膠又可細(xì)分幾百種不同的產(chǎn)品。
灌封膠作為一種較為特殊的導(dǎo)熱膠,其分類和導(dǎo)熱膠基本一致,但其應(yīng)用場(chǎng)景較為特殊,常見(jiàn)的使用場(chǎng)景如下:
1、變壓器
變壓器由于繞線之間間隙很小,且通常內(nèi)外有3層,甚至更多,一般的導(dǎo)熱膠因其特性,無(wú)法進(jìn)入繞線間的間隙。
2、母線電容
電控產(chǎn)品中的電容芯子,因?qū)駳獗容^敏感,且不易固定,一般采用灌封方式。
3、PCB元器件
為了保護(hù)PCB上的電子元器件,特別是高振動(dòng)量級(jí)的器件,一般采用灌封方式。
另外,灌封膠由于粘度比較小,因此在使用前可以對(duì)其進(jìn)行真空脫泡處理,確保膠體內(nèi)部無(wú)空氣存在,同時(shí)又因其流動(dòng)性較好,因此在保證膠體厚度的情況下,可以用于高壓區(qū)域使用。