圆柱形电池的泡沫封装

电池密度

电池的一个基本目的是在尽可能小的空间内装入尽可能多的电量。这听起来很简单,但随着电力密度的增加,会出现新的挑战。电池密度越高,在较小的空间中产生的热量就越多,尤其是在发生故障的时候。

应用概要

要设计一个在任何故障条件下都能保持安全的高性能电池模块,就必须处理好热能管理。除了良好的热能管理外,电池工程师还使用插页式封装方法来实现更好的保护。

为了克服模块组装过程中的这一挑战,将两种组分的材料(如硅胶、有机硅泡沫、环氧树脂、环氧树脂泡沫和聚氨酯泡沫等)进行混合并加注到电池模块中,以填充电池单元之间的空腔。用这些特殊材料封装电池可以防止热失控和热传播,并减少正常使用条件下的机械冲击和振动。这些增强功能可确保更好的安全性、更高的机械稳定性,并改善电池的长期性能。

挑战

热失控和热传播

当电池迅速降级或暴露在危险的道路条件下(例如道路上的物体有可能穿透电池组)时,就存在热失控的风险。模块化设计也会影响这两种风险,电池单元距离越近,热失控传播到其他单元的可能性就越大。热失控现象会在电池单元之间迅速传播,并导致灾难性故障,这对电动汽车的驾驶员和乘客来说是一种危险的情况。

电动汽车的冲击和振动

在电动汽车的正常运行期间,电池模块会承受恶劣的道路和环境条件,例如外部冲击和振动。这些冲击和振动会产生机械应力,从而增加电池组件变形或损坏的可能性。最终,毫无缓解的机械冲击和振动会对模块的可靠性、使用寿命和安全性产生不利影响。

锂离子电池的使用寿命

锂离子电池往往会随着时间的推移而膨胀,这主要是由于充电周期中的放气而导致的。每个电池单元的典型非线性老化会导致电池之间出现意想不到的机械干扰,从而降低性能并可能导致机械故障。当一个圆柱电池单元膨胀时,可能会对相邻的电池单元产生不必要的压力,最终影响电池的使用寿命。

材料和适当的混合

封装泡沫对于应对上述挑战至关重要,因为它可以防止热传播,并将电池组的每个单元进行机械固定。但是,材料处理和应用过程中可能会带来额外的问题。两种组分材料比例不足和/或混合不足会导致泡沫不均匀,从而影响性能。流体输送过程也可能导致材料体积不足或过多,从而影响质量。

解决方案

每种锂离子电池设计都有其独特的功能和要求,固瑞克努力为每种型号找到适当的点胶解决方案。我们可以确定适当的流速和点胶注射点,以便将精确量的材料均匀点胶到模块中。我们还可以通过连续流动实现材料的均匀混合,从而可靠、反复地将泡沫喷射到电池模块中,提高生产效率。

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