国家标准计划《锂电池防护用聚烯烃泡沫塑料》由 TC48(全国塑料制品标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国轻工业联合会。
主要起草单位 宁波致微新材料科技有限公司 、比亚迪股份有限公司 、北京工商大学 、弗迪电池有限公司 、厦门新能安科技有限公司 。
83 橡胶和塑料工业 |
83.140 橡胶和塑料制品 |
83.140.10 薄膜和薄板 |
编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
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1 | EN | 宁波致微新材料科技有限公司 | 目前,国内外还没有关于锂电池防护用聚烯烃泡沫塑料方面的标准。 |
“减碳”成为当前及未来可预见很长时期工业发展的主要趋势,目前全球约有18%的碳排放来自道路交通工具,全面推广电动化将成为实现交通领域碳减排的重要途径。
发展新能源汽车是中国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,也是应对气候变化、缓解能源危机、推动绿色发展的战略举措。
目前动力电池以锂离子电池为主,并以提高能量密度和安全性为主要发展方向。
而安全问题触及消费者、制造者、社会管理者的底线,解决动力电池的安全防护问题具有十分的必要性和迫切性。
泡沫塑料由于其良好的缓冲、减震、隔热、阻燃、抗腐蚀和耐老化等特性,被广泛应用于锂电池的安全防护体系,可以有效减缓碰撞和震动对电池造成的冲击,并能够应对恶劣的气候变化。
由于使用场景的特殊性和重要性,对所采用的泡沫塑料的技术标准需要严格要求并进行必要的品质把控。
然而目前并没有针对锂电池防护用泡沫塑料的统一的标准规范,从行业发展和民生安全的角度出发,制定锂电池防护用泡沫塑料相关国家标准是非常必要的。
泡沫塑料在锂电池中防护中的应用主要有两个场景,分别是用作电池底护板和电芯间缓冲层,材料类型主要有聚氨酯泡沫塑料,有机硅泡沫塑料和聚烯烃泡沫塑料,其中聚烯烃泡沫塑料是近年经过终端验证,综合性能突出且制造成本较低的防护材料。
作为电池阵列底部底护板,对电池系统提供缓冲支持,避免行驶过程中电池遭受机械冲击而导致的热失控,确保行驶安全。
底护板材料需提供良好的支撑,缓冲吸能和长期的耐疲劳性。
聚烯烃泡沫塑料具有剪切模量和剪切强度高,宽而平缓的压缩曲线,吸能空间大,韧性好的特点,即使在剧烈冲击下也不会发生断裂破损,是一种理想的动力电池底护板泡沫塑料。
PP蜂窝板和铝合金蜂窝板和聚氨酯硬质泡沫塑料虽然也可以作为电池底护板,但其重量大,硬度高、易碎且在受到剧烈挤压和碰撞后易发生不可逆的变形断裂,并存在穿刺电芯的风险。
随着动力电池集成化趋势的发展,电芯在电池包中的体积占比不断增加,意味着机械碰撞对电芯造成损坏的风险也将增加,因此底护板对电芯的支撑和保护能力变得更加重要。
电芯间的缓冲泡沫塑料,主要功能有两点:一是在组装过程中平衡装配公差,二是在电池充放电过程中保护电芯,泡沫塑料的压缩特性是关键指标。
需要满足初始极小的压缩范围内压缩模量高,后期至70%压缩范围内具有宽而平缓的压缩平台。
起到平衡电芯装配公差和对电芯充放电和行驶过程的缓冲保护。
与PU泡沫塑料和有机硅胶泡沫塑料相比,聚烯烃泡沫塑料的密度只有其他材料的1/2到1/5,可以节省材料使用并减轻电池包的重量,这符合了行业发展需求,同时也更具有经济效益和生态效益。
聚烯烃泡沫塑料同样适用于储能电池电芯的缓冲保护,也可以作为pack四周保温材料,目前已成功应用于风力发电、太阳能发电、家庭储能系统以及电网储能等领域。
新能源电池防护所采用的PU和有机硅泡沫塑料为高端防护材料,主要依赖进口。
聚烯烃泡沫塑料模压发泡技术是国内首创技术,实现了进口材料替代,且整个生产环节非常环保。
目前国内有近10家企业可以大规模生产模压发泡聚烯烃泡沫塑料,从生产条件和技术成熟度方面具备制定相应标准规范的可行性。
但是由于各企业使用的原料种类和生产工艺不同,性能存在一定差异。
目前缺乏一个统一的标准来规定锂电池防护用聚烯烃泡沫塑料的分类、技术要求和测试方法等,因此迫切需要制定一个标准,以促进锂电池防护泡沫塑料产业的升级,推动行业高质量可持续发展。
对于行业上下游而言,标准的制定将促进相关企业和科研机构在技术上不断地加强研究和探索,提升整个行业的技术水平,在全球经济一体化的背景下,应对国际市场的挑战。
综上所示,制定和实施锂电池防护用聚烯烃泡沫塑料标准符合能源结构调整和行业发展的要求。
推广聚烯烃泡沫塑料在锂电池防护中的应用将有助于提升新能源汽车安全性和可靠性,增强国际竞争力,实现巨大的经济效益和社会效益。
本标准规定了锂电池防护用聚烯烃泡沫塑料的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于以聚烯烃为基体的挤出板材材料,采用超临界流体浸润的模压机生产的聚烯烃泡沫塑料。