动力电池-有机硅发泡FIPFG/CIPG方案的优势及难点

一、发泡FIPFG/CIPG方案的优势

动力电池是新能源汽车的核心部件，由于其成本可达整车的近50%，同时产品稳定性直接影响到整车的安全性，因此行业对于动力电池pack的密封方案有着非常严苛的要求：

1）IP67/68等级密封设计要求，保证电池包防尘防水，不会因为进水而短路。

2）方便拆解，便于对电芯的维护与更换，并做到重复拆解不影响密封性。

由于材料和工艺的限制，泡棉胶条和密封胶这两种电池pack密封方案占据着主导地位。但是随着技术的进步，发泡FIPFG/CIPG已经成为pack密封方案的发展趋势。

所谓发泡FIPFG/CIPG是指胶水经设备点胶后在室温或高温下发泡固化，组装过程中通过压缩获得密封效果。相对其他工艺，发泡FIPFG/CIPG有着无可比拟的优势：

1）泡棉胶条

其优点是随时可以开箱，方便维修。缺点是容易出现脱落以及弹性下降导致的渗漏；此外需要模切加工，组装依靠人工，材料和人力成本较高。

2）密封胶

其优点是易于操作，密封效果好。缺点是密封后，如果想打开箱体进行维修，则很困难。

3）传统FIPFG/CIPG（又名液态垫圈/就地成型垫圈）

传统FIPFG/CIPG产品最大的问题在于其压缩率一般只有30%，容易使盖子变形或不能有效填充工差，造成密封失败。

4）发泡FIPFG/CIPG完美结合了前三者的优点：

§ 闭孔发泡，压缩率可达50%，密封效果好

§ 密封材料与部件结合成一体不易脱落

§ 全自动设备生产适用于各种图形轨迹，可提高产能。

§ 材料及人工成本低。

二、有机硅发泡FIPFG/CIPG的难点

其实聚氨酯发泡FIPFG/CIPG是一种非常成熟的方案，早已广泛应用于家电、工业设备等产品壳体的防尘密封。但是由于其耐高温上限只有150度，因此在动力电池pack这种对安全稳定性要求极高的应用场景中，

聚氨酯发泡FIPFG/CIPG就必须让位于有机硅发泡CIPG材料了！

然而，有机硅发泡材料的施工工艺难度要远远高于聚氨酯发泡产品，主要体现在：

1） 压力精度：有机硅发泡胶水的粘度远高于聚氨酯材料。目前主流产品AB组分混合前的粘度范围可达50000~250000 mPas。设备的工作压强需要达到2Mpa，可接受的浮动范围不超过±10%。一旦压力精度控制不良会造成AB组分泵胶混合比率偏差，进而导致发泡不足或发泡不均匀的问题。

2） 温控精度：有机硅材料的发泡包含气体生成和框架结构形成两个反应。首先是羟基基团与含氢化物反应释放氢气；另一反应是乙烯基与氢化物反应固化形成框架结构。这两个反应同时发生且对温度非常敏感。如果平衡不好这两种反应，就没有均匀漂亮的闭孔结构。为了便于理解我们不妨做这样一个思想实验：如果固化反应先行完成，那么过高的内聚力会阻碍气泡的膨胀；而如果氢气在固化反应之前就过早释放，那么尚处于液态的结构会使气体散佚，最终导致发泡不良甚至外观塌陷。因此，精确的温度控制尤为关键。

3） 混合控制：参与反应的AB两个组分需要高剪切力才能很好地混合，而部分产品在混合2秒后就开始反应，粘度急剧升高，因此混合过程需要在几秒钟内完成。这对动态混合设备有很高的要求。

除了以上提到的三个难点之外，精确的计量，精确的送料等因素都是有机硅发泡材料能否达到预期效果的关键要素。只有做到了各个要素的协同才能让有机硅发泡CIPG材料发挥出它应有的优势！

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