电动自行车电池安全,“管、防、消”缺一不可
在电动车自行车行业高速发展的当下,“电池安全”始终是绕不开的一个话题。
据统计,目前全国两轮电动自行车保有量至少已有3.5亿辆,平均每4个人中就有1人拥有电动自行车。电动自行车有着大量的用户群体,但同时也面临着巨大的安全隐患,包括道路安全事故、火灾等。
电动自行车安全是个系统性问题,特别是如何保证锂蓄电池的安全性,需要有切实可行的一体化解决方案。
12月27日,广州集泰化工股份有限公司(下称“集泰股份”)有机硅应用研究室主任高新来博士在“集智云享 共促发展”两轮电动车安全论坛上,以《两轮电动自行车锂电蓄电池热失控防护的材料技术方案》为题,分享了近年来针对电动自行车电池安全,研发和推出的胶漆一体化应用解决方案。
广州集泰化工股份有限公司有机硅应用研究室主任高新来博士
2024“集智云享 共促发展”两轮电动车安全论坛——北京站由中国电池工业协会、广东产品质量监督检验研究院、广东省电动车商会主办,集泰股份承办,旨在推动电动自行车安全治理,普及电动自行车行业追溯服务平台,以及探讨与电动自行车安全相关技术和管理手段。
一、“管、防、消”缺一不可
当前,电动自行车在集中管理,安全防范方面遇到极大挑战。
在演讲中,高新来以电动自行车爆燃,车辆集中存放电起火为例,介绍了电动自行车锂电蓄电池热扩散及危害。而对电池进行热失控/热扩散防护的目的,是为了相关人员的逃生供便利,减少消防、减灾的压力,同时避免连锁燃爆。
在当前情况下,电动自行车电池生产厂商从源头上对电池进行规范化设计,主动推行电池管理等预防性的措施,显得相当重要。同时,当主动的防护措施在某种条件下不起作用时,被动的管理或防护以及消防联动灭火,也有着相当大的必要性。
“‘管’‘防’和‘消’这一链条,是一个好的整体方案,缺哪一个环节都不行”。
目前,针对两轮电动车动力电池的防火材料方案,集泰股份提供了包括有机硅、聚氨酯等多种电池组安全防护灌封方案,能够在电池热失控过程中,切断连锁反应,起到延缓或抑制电芯起火的作用,还可降低热失控对周边电芯的影响,减少电芯损伤。
作为国家标准GB 43854-2024《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》的密封胶唯一参编企业,集泰股份在电池灌封胶领域也有着明显的优势。
从材料的角度进行物理隔绝,可以降低电池起火的影响。比如,用绝缘防火隔热灌封胶物理填充隔离防护,可以起到防护墙隔离作用,通过灌封材料实现对电池包导热、阻燃、抗震、固定、绝缘、防水等作用。
以电池包的钢壳涂层方案为例,1.5毫米厚的钢壳涂层在1100℃石油液化气中持续灼烧5分钟,灼烧时,壳体发生变形,但火焰不向非灼烧部位扩散;壳体仅有少量烟雾产生,无黑烟,灼烧部位离火5s内可自熄;涂层形成的发泡碳层,未被烧穿或者被气压冲击穿。
此外,电池壳体在燃烧过程中,壳体外侧表面温度一直低于280℃,壳体内侧涂层状态膨胀发泡,无脱落,壳体外观状态完好,不会产生变形。“从防火设计来讲,壳体本身的耐热性是也是很重要的,再结合防火涂料,就可形成一个防火屏障”。高新来说。
目前,针对电动自行车的灌封环节,集泰股份可以提供了多种解决方案和产品。以集泰-有机硅发泡胶F6351为例,该产品是一款集全模组灌封、轻量化隔热、V0级阻燃、可拆卸特点的保护材料,尤其适用于圆柱型电芯的使用和后续维修。
电池箱体防火方面,集泰股份研发的防火涂料 (遇火膨胀) C6320P,适用于电池PACK壳体内表、外表,及其它绝缘防火防护位置。该涂料是一种双组分环氧无溶剂防火涂料,其特点是绝缘,遇火烧蚀会形成碳层起到防火隔热的作用,以减缓热失控的热蔓延。
此外,集泰股份针对电池的不同部位,研发出了导热系列、粘接系列产品,并整合防火涂料,推出了胶漆一体化的应用解决方案,目前在业内尚属唯一。该方案能够在热失控发生时,抑制热量蔓延,为逃生留出足够的时长,减少因火灾带来的人员伤亡损失。
二、为行业上下游提供持续支持
根据官方资料,集泰股份是一家以研发、生产和销售环境友好型密封胶和涂料为主的国家高新技术企业,致力于为全球客户提供定制化解决方案。其控股股东安泰化学创立于1988年,拥有三十多年的发展历史。
2017年,集泰股份在深交所上市(证券简称“集泰股份”,证券代码:002909)。公司获评国家级“绿色工厂”、CNAS国家认可实验室、国家知识产权优势企业,是全国密封胶龙头企业,各类密封胶年产能为18.84万吨,涂料年产能为5万吨,是密封胶年产能最大的生产企业之一。
目前,集泰股份产品广泛应用于门窗幕墙、家庭装修、集装箱制造、钢结构制造、装配式建筑、机械设备、石化装备、汽车制造、船舶游艇装备、太阳能光伏、新能源汽车、LED驱动电源、电力及电子电气、3C等领域。
当前,动力电池需要大量胶粘材料,多位业内人士预测,2025年市场规模或达百亿。
根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据,今年11月,我国动力和其他电池合计产量为117.8GWh,环比增长4.2%,同比增长33.3%。1-11月,我国动力和其他电池累计产量为965.3GWh,累计同比增长37.7%。到2024年年底,我国动力和其他电池累计产量将超1TWh。
但需要指出的是,随着电池技术的快速迭代更新,对胶粘材料的性能要求进一步提升,也给材料企业带来了巨大的挑战。
作为国内密封胶领域龙头,自2018年以来,集泰股份就积极布局动力电池用胶领域,并续提升在电动自行车、新能源汽车、动力电池、储能等新能源胶市场的份额。
高新来在演讲中表示,集泰股份电动自行车用胶应用解决方案,可以为电池、显示屏、车灯、控制器等电动自行车部件进行密封,包括进行壳体粘接密封、元件结构粘接、导热放水灌封、三防披覆保护以及阻燃防火灌封等。
多年来,集泰股份一直专注于涂料和胶两大领域,不断创新发展,推动电芯和电池模组的进一步迭代和升级。此外,集泰股份也在积极与电池企业进行配套方面的研究,未来将不断为行业上下游企业提供持续的支持。
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本文来源:财经报道网
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