电芯绝缘材料是什么?一文读懂其关键要点
在新能源电池的庞大体系中,电芯绝缘材料是不可或缺的关键部分。它虽 “身量” 不大,却在保障电池安全稳定运行方面发挥着举足轻重的作用。
电芯绝缘材料,简单来说,就是用于隔离电池电芯正负极,防止短路和电流泄漏的特殊材料。在电池充放电过程中,电芯会产生大量的电流,如果没有有效的绝缘材料进行隔离,正负极之间就可能出现短路,不仅会影响电池性能,还可能引发严重的安全事故,如起火、爆炸等。所以,电芯绝缘材料是保障电池安全的第一道防线。
常见的电芯绝缘材料有多种类型。PET 绝缘膜是曾经的主流产品,它以 PET 为基材,背上压敏胶(PSA)制成单面胶带 ,因其绝缘性能良好,化学抗性和拉伸强度也较为出色,在过去很长时间里,在动力电池电气绝缘和物理防护领域占据主导地位。然而,随着新能源技术的发展,它的短板逐渐显现。其 PSA 背胶粘接性能有限,在受到外力冲击时,容易出现脱落剥离的情况;在高电压下,耐击穿电压也难以满足要求。
UV 涂覆绝缘材料则是近年来崛起的 “新星”。它耐击穿电压可达 2800 - 6000V,远高于 PET 蓝膜的最高耐击穿电压 2500V ;电芯粘接的剪切力度高达 9 - 15Mpa,也远超蓝膜的 3 - 4Mpa。它固化速度极快,单个电芯喷涂时间仅 2 - 4S,能实现 15 - 30PPM 的生产效率,一次良品率达 99%,油墨利用率 100%,整个生产过程还可实现高度自动化和智能化,且无 VOCs 挥发物,更加环保。
除了上述两种,PC 绝缘片也是常用的电芯绝缘材料。它以绝缘阻燃 PC 薄膜为基材模切成型,具有绝缘、阻燃、防火且高效电阻的特性,在电芯之间起到绝缘作用,防止短路,其阻燃性能还能在电池热失控时减缓火势蔓延。还有硅胶弹性体绝缘片,如纯氮化硼填充的硅酮弹性体材料,具有高导热、超强耐电压、密度低、低介电性能 ,且超薄、柔软、韧性强、可背胶、自带粘性,能很好地满足新能源汽车电池和电子封装应用的导热绝缘需求。
电芯绝缘材料一般需要具备良好的绝缘性能,能够有效隔离电流;要有不错的耐高温性能,以适应电池工作时产生的热量;还需具备一定的抗化学腐蚀性和耐磨损性能,保证在复杂环境下长期稳定工作。
随着新能源汽车和储能设备的快速发展,对电芯绝缘材料的性能要求也越来越高。未来,电芯绝缘材料将朝着更高性能、更环保、更适应复杂工况的方向发展,不断推动新能源电池技术的进步。