วิศวกรโมดูลแบตเตอรี่มักจะเริ่มต้นด้วยเซลล์ ช่องระบายความร้อน โครงร่างบัสบาร์ และโครงสร้างการชน กาวมักจะถูกคิดในภายหลัง จนกระทั่งการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งล้มเหลวและโปรแกรมโมดูลหยุดลง ตัวเลือกกาวสารหน่วงไฟสำหรับโมดูลแบตเตอรี่ EV ไม่ได้เกี่ยวกับการค้นหาระดับ UL สูงสุดบนเอกสารข้อมูล เป้าหมายเชิงปฏิบัติคือการจับคู่การหน่วงไฟ พฤติกรรมทางความร้อน และคุณลักษณะการประมวลผลกับขั้นตอนการประกอบเฉพาะและสถานการณ์เพลิงไหม้ที่โมดูลต้องรอด จากนั้นจึงยืนยันว่าวัสดุดำเนินการในลักษณะนั้นในการก่อสร้างจริงและที่ความหนาจริง
เหตุใดสารหน่วงการติดไฟจึงเป็นความต้องการของระบบ ไม่ใช่รายการตรวจสอบ
เกณฑ์มาตรฐานที่มีการอ้างอิงมากที่สุดในข้อกำหนดจำเพาะกาวสำหรับแบตเตอรี่คือ UL 94 V-0 วัสดุ V-0 จะดับไฟได้เองภายในสิบวินาทีหลังจากนำเปลวไฟทดสอบออก ไม่ทำให้เกิดหยดเพลิง และหยุดการเผาไหม้ก่อนที่จะลุกไหม้ผ่านแถบทดสอบ มาตรฐานนั้นมีค่า แต่วัดกันที่คูปองที่ขึ้นรูป โมดูลแบตเตอรี่คือส่วนประกอบของเซลล์ บัสบาร์ ตัวแยก ตัวเรือน และวัสดุอุดช่องว่าง และพฤติกรรมไฟจะขึ้นอยู่กับรูปทรง ทางเดินความร้อน ก๊าซระบาย และส่วนประกอบใกล้เคียง
กาวมีความสำคัญในสองวิธี ประการแรก สารอินทรีย์ทุกชนิดในโมดูลคือเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพ หากกาวไม่ได้ถูกกำหนดสูตรด้วยสารตัวเติมสารหน่วงการติดไฟหรือเคมีที่ก่อรูปถ่าน ก็สามารถช่วยให้เหตุการณ์ความร้อนเฉพาะจุดเดินทางจากกลุ่มเซลล์หนึ่งไปยังกลุ่มเซลล์ถัดไปได้ ประการที่สอง กาวช่วยยึดโมดูลไว้ด้วยกันในระหว่างการแข่งขัน แนวประสานสารหน่วงการติดไฟสามารถเก็บแผ่นฉนวนให้อยู่กับที่ ป้องกันไม่ให้ฝาครอบบัสบาร์ยกขึ้น หรือหยุดตัวแยกไม่ให้ม้วนงอเป็นตัวนำที่เปิดโล่ง คำถามที่ถูกต้องไม่ใช่เพียงว่ากาวผ่าน V-0 ได้หรือไม่ แต่ยังจะทำอย่างไรเมื่อเซลล์ข้างๆ ลุกไหม้แล้ว
เคมีกาวหลักที่ใช้ในโมดูลแบตเตอรี่
สารเคมีสี่ชนิดครองตัวเลือกกาวหน่วงไฟสำหรับโมดูลแบตเตอรี่: กาวอีพอกซี โพลียูรีเทน ซิลิโคน และกาวอะคริลิกไวต่อแรงกด (PSA) แต่ละประเภทมีการผสมผสานระหว่างความแข็งแกร่ง ความยืดหยุ่น ความเสถียรทางความร้อน และความเร็วในการประมวลผลที่แตกต่างกัน
| เคมี | บทบาททั่วไป | จุดแข็งที่สำคัญ | ข้อจำกัดหลัก |
|---|---|---|---|
| อีพ็อกซี่ | การเชื่อมระหว่างเซลล์กับแผ่นเย็น ข้อต่อโครงสร้าง | มีความแข็งแรงสูง ต้านทานการคืบคลาน นำความร้อนได้ดีเมื่อเติม | แข็ง; สามารถแตกร้าวได้ภายใต้วงจรความร้อนหากไม่ได้กำหนดไว้ |
| โพลียูรีเทน | การลดแรงสั่นสะเทือน การเติมช่องว่าง การติดตัวตัวเรือน | แข็งแกร่งและยืดหยุ่น ยึดเกาะพลาสติกได้ดี | การบ่มที่ไวต่อความชื้น ค่าการนำความร้อนต่ำกว่าอีพ็อกซี่ |
| ซิลิโคน | บริเวณที่มีอุณหภูมิสูง การปิดผนึก ข้อต่อบรรเทาความเครียด | เสถียรภาพทางความร้อนและความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยม | ความแข็งแรงของโครงสร้างต่ำ อาจต้องทารองพื้นบนพื้นผิวบางประเภท |
| อะคริลิก PSA | ฟิล์มลามิเนต เทปฉนวน การพันส่วนประกอบ | ใช้งานได้รวดเร็ว ไม่ต้องผสมหรือบ่ม ขอบไดคัทที่สะอาด | การนำความร้อนปานกลาง ต้องใช้แรงกดเพื่อให้เปียกได้ดี |
รูปแบบจะชัดเจนเมื่อเค้าโครงโมดูลได้รับการแก้ไขแล้ว หากกาวต้องรับแรงเฉือนหรือแรงลอก เช่น การเชื่อมเซลล์เข้ากับแผ่นเย็นหรือยึดฝาครอบบัสบาร์ อีพ็อกซี่และโพลียูรีเทนเป็นจุดเริ่มต้นตามปกติ หากข้อต่อมีอุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง ซิลิโคนคือตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่า หากงานคือการติดฟิล์มฉนวนให้เข้าที่ ห่อส่วนประกอบ หรือจัดให้มีชั้นอิเล็กทริกที่สอดคล้องกัน ฟิล์ม PSA อะคริลิกที่หน่วงไฟมักจะใช้งานได้ดีกว่ากาวเหลว เนื่องจากจะติดได้ทันทีและไม่จำเป็นต้องกำหนดเวลาในการบ่ม
ปรับสมดุลการนำความร้อนและสารหน่วงไฟ
กาวนำความร้อนถูกระบุโดยที่ความร้อนจะต้องเคลื่อนจากพื้นผิวเซลล์ไปยังแผ่นทำความเย็นหรือเครื่องกระจายความร้อน กาวจะต้องนำความร้อนโดยผ่านข้อกำหนดการหน่วงการติดไฟของโมดูลด้วย ความสมดุลนั้นยากกว่าที่เอกสารข้อมูลทางเทคนิคส่วนใหญ่แนะนำ
ค่าการนำความร้อนในกาวที่เติมนั้นมาจากอนุภาค เช่น อลูมินา โบรอนไนไตรด์ หรืออะลูมิเนียมไนไตรด์ การเพิ่มการโหลดของฟิลเลอร์จะช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้าแต่เปลี่ยนพฤติกรรมของเปลวไฟ เพิ่มความหนืด และทำให้การยึดเกาะกับพื้นผิวอะลูมิเนียมหรือเหล็กเคลือบอ่อนลง อีพ็อกซี่ที่มีการเติมสารสูงซึ่งผ่าน V-0 บนคูปองหนาอาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปในแนวพันธะบาง โดยที่ส่วนของเรซินอินทรีย์จะครอบงำพื้นผิวที่สัมผัสกับเปลวไฟ
ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพยังขึ้นอยู่กับการประกอบ ไม่ใช่วัสดุเทกอง เส้นยึดเหนี่ยวที่หนาและไม่สม่ำเสมอจะดักจับความร้อนแม้ว่าเอกสารข้อมูลกาวจะแสดงค่า 1.5 W/mK ก็ตาม ในโมดูลที่ตัวเติมช่องว่างหรือแผ่นบีบอัดแยกกันจัดการกับเส้นทางความร้อน กาวสามารถเลือกได้เป็นหลักสำหรับการหน่วงการติดไฟและหน้าที่ด้านโครงสร้าง ในการเชื่อมติดระหว่างเซลล์ถึงแผ่นเย็นโดยตรง วัสดุชนิดเดียวกันต้องทำทั้งสองอย่าง และการตรวจสอบความถูกต้องควรรวมถึงการวัดความต้านทานความร้อนที่สมจริงผ่านข้อต่อที่เสร็จสิ้นแล้ว
กาวสารหน่วงไฟจากฟิล์มในการประกอบโมดูล
ขั้นตอนการประกอบแบตเตอรี่หลายขั้นตอนไม่จำเป็นต้องใช้กาวเหลวเลย ฟิล์มและลามิเนตที่ไวต่อแรงกดของสารหน่วงไฟใช้สำหรับฉนวนบัสบาร์ การห่อเซลล์ การป้องกันพื้นผิว และการป้องกันความร้อนเฉพาะที่ โครงสร้างเหล่านี้ผสมผสานตัวพาที่มีความเสถียรในมิติเข้ากับชั้นกาวที่ได้รับการกำหนดสูตรอย่างระมัดระวังและไลเนอร์สำหรับลอกออกที่รองรับการใช้งานแบบอัตโนมัติ
สำหรับฉนวนไฟฟ้าและความต้านทานต่อการขัดถู ฟิล์มกาว PET สีเงินด้านบนไลเนอร์กลาซีนสีขาว นำเสนอการผสมผสานที่มีประโยชน์ระหว่างความเป็นฉนวน ความคงตัวของมิติ และพื้นผิวกาวที่สะอาด ไลเนอร์กลาซีนช่วยปกป้องกาวและทำให้วัสดุเรียบก่อนที่จะเข้าสู่สายการประกอบ ในพื้นที่ที่สัมผัสกับความร้อนจากการแผ่รังสีจากเซลล์สแต็กหรือข้อต่อบัสบาร์ กระดาษฟอยล์อลูมิเนียมสีเงิน สะท้อนความร้อนและทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันความร้อนในท้องถิ่น โดยมีชั้นกาวที่ออกแบบมาเพื่อให้ฟอยล์อยู่กับที่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อจำเป็นต้องใช้พื้นผิวที่แข็งขึ้นและสามารถพิมพ์ได้มากขึ้นสำหรับการกำหนดเส้นทางการติดตามหรือการมาร์กด้วยภาพ ฟิล์ม PET สีเงินเงาพร้อมเคลือบด้านบน ให้พื้นผิวที่แข็งขึ้นในขณะที่กาวทนไฟมีหน้าที่ด้านความปลอดภัยอยู่ข้างใต้
กำหนดเอง PaperGloss Silver PET พร้อมการเคลือบบนซัพพลายเออร์ชั้นนำ บริษัท Suzhou Piaozhihua Composite Material Technology Co., Ltd. คือ China Custom PaperGloss Silver PET พร้อมการเคลือบบนซัพพลายเออร์ชั้นนำและ บริษัท ... ดูผลิตภัณฑ์ → 
ซัพพลายเออร์กระดาษฟอยล์อลูมิเนียมสีเงินแบบกำหนดเอง บริษัท Suzhou Piaozhihua Composite Material Technology Co., Ltd. เป็นซัพพลายเออร์กระดาษฟอยล์อลูมิเนียมสีเงินแบบกำหนดเองของจีนและ บริษัท วัสดุ 80gsm... ดูผลิตภัณฑ์ → 
PET สีเงินด้านแบบกำหนดเองพร้อมซัพพลายเออร์ซับกลาสซีนสีขาว บริษัท Suzhou Piaozhihua Composite Material Technology Co., Ltd. คือ China Custom Matt Silver PET พร้อมซัพพลายเออร์ Glassine Liner สีขาวและ บริษัท... ดูผลิตภัณฑ์ → โซลูชันที่ใช้ฟิล์มเปลี่ยนวิธีที่วิศวกรเลือกใช้กาวสารหน่วงการติดไฟ เนื่องจากกาวจะแยกตัวแปรออกจากกัน สามารถเลือกฟิล์มพาหะสำหรับสมรรถนะทางความร้อน ไดอิเล็กทริก หรือทางกล ในขณะที่ชั้นกาวได้รับการปรับให้เหมาะสมแยกกันสำหรับการหน่วงการติดไฟ การยึดเกาะกับพื้นผิวเฉพาะ และความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพและความชื้น ด้วยกาวเหลว การตัดสินใจเหล่านั้นจะถูกล็อคไว้ในสูตรเดียว ด้วยฟิล์มลามิเนต คอนเวอร์เตอร์สามารถปรับกาว ตัวพา และไลเนอร์ปล่อยเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของโมดูล
วิธีการตรวจสอบกาวหน่วงการติดไฟก่อนใช้งาน
ข้อมูลการรับรองเป็นจุดเริ่มต้น ไม่ใช่สิ่งทดแทนการตรวจสอบความถูกต้อง ดำเนินการตรวจสอบเหล่านี้ก่อนที่กาวจะได้รับการอนุมัติสำหรับโปรแกรมโมดูล:
- ต้องการข้อมูลการหน่วงการติดไฟที่ความหนาจริงของการก่อสร้าง รวมถึงตัวพาและไลเนอร์ ไม่ใช่แค่กาวเทกองเท่านั้น
- ทดสอบการยึดเกาะหลังจากสัมผัสกับความชื้น วงจรความร้อนตั้งแต่ −40°C ถึง 85°C และการสัมผัสของอิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากแต่ละรายการสามารถเปลี่ยนอินเทอร์เฟซได้
- วัดความต้านทานความร้อนผ่านเส้นพันธะที่เหมือนจริง แทนที่จะอาศัยค่าการนำความร้อนจำนวนมาก
- ยืนยันว่าแพ็คเกจสารหน่วงไฟไม่ส่งผลต่อความเป็นฉนวนหรือพฤติกรรมการเสื่อมสภาพในระยะยาว
- หากใช้กาวแบบฟิล์ม ให้ตรวจสอบว่าแผ่นลอกลอกลอกออกได้สะอาดและสม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมการประกอบโมดูล
การเตรียมพื้นผิวมีความสำคัญในโมดูลแบตเตอรี่มากกว่าการใช้งานกาวส่วนใหญ่ แผ่นเย็นอะลูมิเนียม บัสบาร์ชุบนิกเกิล และตัวเรือนเหล็กเคลือบ แต่ละชิ้นมีพลังงานพื้นผิวและชั้นออกไซด์ที่แตกต่างกัน การล้างไขมัน การบำบัดโคโรนา หรือไพรเมอร์เคมีอาจจำเป็นเพื่อรักษาพันธะให้เหนียวแน่นตลอดอายุการใช้งานของยานพาหนะ กาวสารหน่วงไฟที่ทำงานได้ดีกับคูปองสำหรับห้องปฏิบัติการที่สะอาดอาจล้มเหลวได้เร็วเมื่อทาบนพื้นผิวที่มีการปนเปื้อนหรือใช้พลังงานต่ำ
นอกจากนี้ยังควรให้พันธมิตรด้านวัสดุมีส่วนร่วมตั้งแต่เนิ่นๆ ด้วย คอนเวอร์เตอร์ที่มีการเคลือบกาวและไลน์การเคลือบแบบเต็มสามารถสร้างโครงสร้างแบบกำหนดเองได้—ตัวพาเฉพาะ เคมีของกาว และไลเนอร์— แทนที่จะบังคับให้ต้องออกแบบโมดูลรอบๆ ผลิตภัณฑ์ในแค็ตตาล็อก ความร่วมมือประเภทนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติมในการอภิปรายของ ฟิล์ม PET กาวสำหรับฉนวนกันความร้อนในรถยนต์ และก็เป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไป ผู้ผลิตที่มีความสามารถในการเคลือบและเคลือบกาว สามารถเพิ่มมูลค่าได้
บรรทัดล่าง
ตัวเลือกกาวสารหน่วงไฟสำหรับโมดูลแบตเตอรี่ EV ลงมาเพื่อกำหนดสถานการณ์เพลิงไหม้ที่น่าเชื่อถือที่สุดของโมดูล จากนั้นเลือกเคมีและปัจจัยรูปแบบที่จัดการกับสถานการณ์นั้นโดยไม่ทำให้พันธะทางโครงสร้างหรือเส้นทางความร้อนอ่อนลง อีพอกซีเหลวและโพลียูรีเทนจัดการกับข้อต่อเชิงโครงสร้างและความร้อน ซิลิโคนครอบคลุมอุณหภูมิที่สูงมาก กาวอะคริลิกแบบฟิล์มนำมาซึ่งความเร็ว ความสม่ำเสมอ และความยืดหยุ่นในการออกแบบสำหรับงานฉนวนและการป้องกัน วัสดุได้รับการพิสูจน์แล้ว งานวิศวกรรมกำลังจับคู่ชิ้นส่วนเหล่านี้กับโมดูล ตรวจสอบความถูกต้องภายใต้สภาวะที่สมจริง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกล็อตมีสารหน่วงการติดไฟเหมือนกับตัวอย่างแรก
