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应对新能源汽车起火:电池外壳材料展望

汽车是工业文明的代表作之一,也是一个国家的支柱产业。汽车的不断进化,提高了人民的生活水平。但是,随之而来的环境问题,资源问题已经给人类社会带来了危机。随着石油能源严重紧缺、节能呼声日益高涨,新能源汽车研究项目被列入国家的863重大科技课题。近年来,中国主要城市的持续雾霾使得人们对于环境问题的关注日益增加,在此背景下,国内外的车企们也纷纷推出以混合动力、纯电动为主的新能源汽车,政府也出台相关政策,为新能源汽车的发展开通绿色通道。

 

新能源汽车包括燃气汽车(液化天然气、压缩天然气)、燃料电池电动汽车(FCEV)、纯电动汽车(BEV)、液化石油气汽车、氢能源动力汽车、混合动力汽车(油气混合、油电混合)太阳能汽车和其他新能源(如高效储能器)汽车等,其废气排放量比较低。从全球新能源汽车的发展来看,其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器,其中铅酸电池、超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显,与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距,这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。

 

蓄电池作为新能源汽车的核心部件,其在蓄能多少和安全与否方面是人们最为关注的事情,同时也是新能源汽车得以迅速发展必须要面对的问题。

 

最早的美国特斯拉纯电动汽车的接连着火事件,随着电池着火、外界质疑、股票下降,一致被热捧的特斯拉似乎遇到了大麻烦。在质疑特斯拉的同时,人们又一次开始讨论纯电动汽车电池的安全问题。

 

下图为近期内深圳一辆电动大巴起火图。据称,该大巴当时正在充电,固定在车内的电池先冒烟,现场工作人员希望将冒烟电池妥善处理未果,然后电池起火,火势迅速蔓延,大巴最终被烧毁。此事件引起了新能源汽车行业业内人士的广泛关注。可见,新能源汽车的发展必须要解决电池安全性问题。

 

汽车起火自燃或因各种原因引起的火灾时有发生,其中相当一部分发生在蓄电池附近,有的导致蓄电池外壳损坏。由此可见新能源汽车的发展必然要解决电池蓄能和电池安全的问题,而作为电池外壳在安全方面起着第一道阻燃防线,有着至关重要的作用,因此,我们对电池的外壳用工程塑料进行一下展望。

 

蓄电池的外壳用来盛放电解液和极板组的,应由耐酸、耐热、耐震绝缘性好并且有一定机械强度的材料制成。早期生产的蓄电池大都采用硬橡胶壳体。随着工程塑料的发展,由于工程塑料的制作工艺简单,生产效率高,容易热封合,不会带进任何有害杂质,成本低等优点,逐步被工程塑料所代替。

 

目前的蓄电池外壳采用SAN和ABS材料的较为普遍,也有采用PP或者PVC材料的,一些高端车型采用阻燃PPO外壳。表征这些材料性能的技术参数归纳起来有机械性能、电性能、热性能和阻燃性能等方面的指标,必须能够满足电池使用要求。 

 

机械性能:材料应该具有耐冲击、抗震动、耐挤压和颠簸等能力,同时还应该考虑蓄电池内气体产生的气胀压力等。 

 

耐腐蚀性能:电池槽在一定温度下长期与硫酸溶液接触,应该不发生由于侵蚀而产生溶胀、裂纹以及变色等不良反应。 

 

阻燃性能:当电池发生故障产生爆炸时,外壳应该具有阻燃性能,防止材料持续燃烧造成破坏。

 

 

上海日之升新技术发展有限公司19年来专注于工程塑料改性,公司凭借着多年的研发经验,已成功开发各种型号阻燃改性PPO,具有收缩率低,密度小,阻燃等级高,耐热性高,韧性好,耐化学腐蚀性等优点,完全满足蓄电池外壳材料的使用要求。目前有多种型号的改性阻燃PPO被客户认可,蓄电池外壳材料选用聚苯醚材料,不仅性能佳,同时安全系数高,提升使用体验价值。