沙特基礎工業(yè)公司(SABIC)日前發(fā)布的測試結(jié)果顯示,基于熱塑性塑料的隔熱墊解決方案在防止電動汽車(EV)電池火災蔓延方面潛力巨大。SABIC次級系統(tǒng)級別的系列測試證明,該公司STAMAX™ 30YH570長玻纖聚丙烯(
PP)樹脂制成的電池模組殼體,其電芯之間的厚度低至1毫米,卻能夠作為有效的熱阻隔解決方案,防止18650圓柱電芯的熱失控傳播。它具備必要的隔熱和阻燃性能,因此可以減少熱失控在電芯之間傳播的機會,從而降低災難性安全事件的風險。這種材料與可壓縮泡棉結(jié)合使用,效果也很顯著,能夠有效抑制方形電芯和軟包電芯的熱失控傳播。
在此次測試之前,SABIC的STAMAX 30YH570樹脂還曾接受過獨立評估。2023年,該產(chǎn)品因其有效的火焰遲滯性能而獲得了美國保險商實驗室的UL認證標志。其評估依據(jù)的是UL 2596電池外殼材料熱性能和機械性能測試方法,采用熱失控殼體進行測試。
SABIC聚合物事業(yè)部汽車業(yè)務全球總監(jiān)Fahad Al-Harthi表示:“我們很高興與大家分享,我們的熱塑性解決方案再次通過驗證,證明其在用于電動汽車電池組件和系統(tǒng)方面潛力非常巨大。我們的阻燃材料組合,結(jié)合我們在應用設計和燃燒與聚合物相互作用領域的專業(yè)知識,有助于實現(xiàn)全新的熱失控阻隔方法。我們期待著與整個汽車價值鏈繼續(xù)開展合作,助力提高電動汽車電池系統(tǒng)的安全、效率和性能。”
熱失控屏障測試將15個商用18650鋰電池電芯和11個21700鋰電池電芯分別封閉在鋼制箱中進行熱失控蔓延測試,前者采用STAMAX 30YH570樹脂注塑塊作為隔熱墊,后者沒有采用隔熱墊。起始電芯產(chǎn)生熱濫用的方式是透過電工絕緣膠帶對電芯進行加熱,使其開始熱失控。在沒有熱障的測試中,電芯儲存的電能和化學能以高溫氣體、明火、高速顆粒和測試室內(nèi)外壓力暴增的形式釋放。由于熱傳遞不受控制,因此熱失控立即傳播到所有相鄰電芯,造成火災危險和電動汽車電池組嚴重損壞。
相反,在采用STAMAX 30YH570樹脂注塑塊作為熱障的測試中,起始激發(fā)電芯產(chǎn)生的熱傳遞和熱傳播得到有效抑制,其余所有電芯均保持安全和完整。
這種阻燃材料會經(jīng)歷從固體到液體和氣體的相變,并在嚴重的熱失控期間通過潛熱和膨脹功能去除熱量,因此可以充當有效的阻隔,延緩熱傳遞和火災蔓延。
在熱失控測試之前,將圓柱電池電芯排列在SABIC STAMAX™阻燃樹脂制成的電芯支架內(nèi),電芯之間的最小間隙為1.0毫米。
熱失控測試之后的電池電芯模塊,有證據(jù)表明觸發(fā)電芯(左上角電芯和右下角電芯)沒有向相鄰電芯熱失控蔓延。
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