【業界趨勢】UV絕緣塗層取代藍膜？動力電池新趨勢！

在新能源汽車產業快速發展的當下,動力電池的安全性成為製造商和消費者共同關注的焦點。電池絕緣材料作為確保電池安全的關鍵屏障,其技術進步對於提升整車性能至關重要。

PET藍膜逐漸無法滿足製造需求

近年來,隨著 800V 及以上高電壓平台車型的湧現,傳統的 PET 藍膜絕緣方案面臨嚴峻挑戰。新型 UV 塗覆絕緣材料以其卓越的性能和環保特性,逐漸成為業界的新寵。

PET 藍膜作為一種廣泛應用於動力電池電芯包覆的單面膠帶,憑藉其良好的化學抗性、拉伸強度和絕緣性能而受到青睞。隨著產業對絕緣材料性能和環保要求的不斷提高,電池絕緣技術的持續創新將成為推動新能源汽車發展的關鍵所在。

然而，隨著新能源汽車對電池性能要求的提高，藍膜在自動化生產、黏接性能和耐壓等級方面的限制逐漸暴露。

在追求電池輕量化和整合的過程中，藍膜的黏合性能不足，以及在高電壓下可能發生的擊穿風險，使得其在新一代電池技術中的應用受到限制。

具體來看，新一代動力電池結構的變化，電芯可直接黏合在PACK蓋板或車身底盤，這就直接導致電芯黏接的剪切力度要求提升至9~15Mpa。

現有的PET藍膜絕緣材料有其限制- 其PSA背膠黏接性能僅為0.5-2 MPa,另一方面,PET基材屬於低表面能材料,這使得結構膠在其上產生的黏接強度也只能達到2.0-3.5 MPa的中低水準。這意味著傳統的PET藍膜絕緣方案已難以滿足新一代動力電池結構的要求,新型高性能絕緣材料的開發將成為電池安全性提升的關鍵所在。

在強衝擊下,藍膜的PSA背膠甚至可能會發生內聚破壞,導致藍膜直接從電芯外殼上剝離脫落。

隨著動力電池技術的不斷進步,工作電壓和能量密度不斷提升,這使得電芯之間發生電弧或絕緣擊穿的機率大幅增加。

傳統的PET藍膜絕緣材料,其耐擊穿電壓最高僅2500V左右。但隨著電動車發展進入800V電壓平台,其對電池包及系統的絕緣電阻要求提升至3000-4000V。

此外,《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的國家標準草案中,明確要求電池包及系統的絕緣電阻值應不低於100 Ω/V。

綜合以上因素來看,傳統的PET藍膜絕緣方案已經無法進一步滿足動力電池安全性和可靠性的技術需求。為因應新一代動力電池的發展,亟需開發具備更高擊穿電壓和絕緣性能的新型絕緣材料。

UV塗覆絕緣材料—動力電池產業新星

UV固化塗覆材料為電池提供了更為全面的保護:它能實現與電池結構的無縫銜接,大幅提高整體的防護性能,同時具有優異的耐擊穿和絕緣性能,可以滿足新一代電池對絕緣材料越來越高的技術要求。目前,國內外的電池製造商和塗料供應商正在積極探索UV塗裝技術的產業化應用,BMW、CATL、Volvo、中創新航、國軒高科等新能源企業已經開始採用這種全新的UV絕緣塗層方案,引發動力電池絕緣方案的新一輪升級,為電池帶來了更可靠的安全保護,有利於推動動力電池技術的不斷進步。

電芯殼體UV噴塗特性：

• 製程重大變化：在電芯殼體裝入正負極材料後，然後雷射焊接，直接在電池工廠做UV噴塗；
• 效率更高：電芯UV噴塗目前已達到1.2s噴塗一個電芯盒體；
• 智慧化：上下料、前處理、UV噴塗、線上品質檢測、缺陷修復都可全部自動化完成。
• UV噴塗線製程：上料－雷射清洗－等離子清洗－噴塗和UV固化－塗層測厚－絕緣測試－外觀檢查－下料

隨著動力電池技術的持續升級,電池安全性和可靠性成為關鍵。在這一背景下,UV固化塗覆材料憑藉其獨特的優勢,正成為新一代電池絕緣解決方案的重要選擇。

具體來說,UV塗裝製程具有以下優勢:

1. 無VOCs揮發物,不含溶劑,具備良好的絕緣性、附著力,可燃性低,以及固化後耐久性高等特性。這些性能特點能為電池提供更全面的絕緣保護。
2. UV塗裝可實現全自動生產線,快速完成噴塗及固化,無需烘烤設備,工藝簡捷,綜合塗裝效率較高。以電芯UV噴塗為例,目前已可達到60PPM的生產速度。
3. UV塗裝可與電池結構實現無縫接合,同時兼具優異的絕緣性能和安全環保的優勢。這有助於降低電池短路和熱失控等風險,提升整體安全性。

這些獨特優點使得UV固化塗覆材料成為動力電池絕緣方案的新寵。國內外電池製造商和塗料供應商正密切合作,加速推動UV塗裝技術在動力電池領域的產業化應用,引領動力電池絕緣技術朝更安全、更有效率的方向發展。

塗裝新賽道－19+電芯UV噴塗設備、材料企業盤點

隨著動力電池產業對絕緣安全性要求的不斷提升,UV固化塗覆技術正在逐步實現產業化應用。國內電池及塗裝設備廠商已經建成或在建了多條電芯UV噴塗測試線,為這項技術的推廣奠定了基礎。

具體來說:

電芯UV噴塗線方面,已有10餘家塗裝工程公司建成相關測試線,包括斯德拉馬、斯德姆、中汽工程、杜爾、中國聯合、長虹智能、科雷明斯、偉通工業、靈鴿機械、驃馬智能、烽禾升等。這些測試線分佈在上海、蘇州、常州、南京、合肥、東莞、鹽城等地,為電池廠商提供了豐富的UV塗裝解決方案。

在絕緣UV塗料方面,藍威Lankwitzer已經實現量產供貨。同時,宣偉、立邦、諾德、PPG、佩琦、海聯、展辰新材、信和等國內外知名塗料企業也開始進入電芯用UV塗料的測試或小批量應用階段。

這些產業鏈上下游企業的積極探索,為動力電池UV塗裝技術的推廣應用奠定了堅實的基礎。隨著這項技術在電池生產中的廣泛應用,有望為電池安全性帶來新的突破。