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動力電池用膠,汽車動力電池密封膠
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CTP結構組裝用汽車動力電池密封膠有哪些工藝性能要求?

2023-03-18 03:11:51

工程膠粘劑是一門應用科學,結構膠是應用在動力電池PACK的總裝工藝過程中,其應用工藝的重要性不言而喻。


CTP結構的動力電池PACK特點是電芯尺寸加大或特異形狀,取消了中間模組或大幅度減少,


其組裝過程是由電芯直接組裝粘接到PACK殼體:粘接用膠量相對較大,涂膠膠線走線相對較長;


粘接合攏時間依據自動化程度有所差異;


組裝粘接完成的動力電池PACK,由于體積較大,搬運相對困難;


汽車行業的特點是生產批量大、節拍快。


汽車動力電池密封膠要適應以上裝配及結構特點,其工藝性能具體要求可以體現在以下幾個方面:


1、可操作時間要求

一般來說可操作時間是指膠粘劑施膠后保持粘性,不影響粘接效果的時間。

對于雙組分結構膠,A/B組分混合后就開始反應,一定時間后混合后的膠粘劑會失去粘性,

粘接就會出現浸潤不好等潛在失效可能,這一段時間可以認為是可操作時間。

由于動力電池PACK 部件以及電芯尺寸都比較大,需要涂膠裝配零部件較多,

在膠粘劑涂敷后到部件合攏粘接裝配的時間是裝配工藝節拍和設備能力等決定的,

那么結構膠的可操作時間就要考慮從A/B組分混合后(如果是雙組分的)到粘接部件的合攏裝配、

工裝夾具定位的時間間隔,并留出足夠的安全系數。

裝配工藝節拍的不同、自動化程度不同,以及后續固化方式的不同等,對應結構膠的可操作時間也會不同。

如果是快節拍裝配,常溫后固化,則可操作時間要求比較短,可能會要求≥5min,甚至更短;

如果是裝配節拍相對慢一些且裝配線考慮涂膠裝配后的加溫固化,則可操作時間可以要求更長,甚至要求≥40min。


汽車動力電池密封膠


2、初固時間(固化速度或達到定位強度時間)

要求膠粘劑的固化特性是隨著時間推移(或加溫等其他措施),其強度逐漸是上升的。

結合動力電池PACK 粘接組裝工藝及后續工藝,

粘接后的電池電芯具有一定的結構強度后更方便后續裝配工藝的實施,

因此結構膠的初固時間(固化速度或達到定位強度時間)也是非常重要的工藝性能指標。

根據PACK裝配工藝、工裝及設備設計不同,粘接后的固化工藝有常溫固化和加溫固化兩種方式。

為保證組裝效率,常溫固化的結構膠一般要求盡可能短時間內達到能夠搬運等定位強度(約0.5MPa),

這一要求與充分的可操作時間有一定矛盾。

因此,達到定位強度的初固時間一般在30~60min。

加溫固化的結構膠可以兼顧長可操作時間與快速定位初固的要求,

初固時間在70~80 ℃條件下15~20min,達到0.5MPa的定位強度。

后固化可在80 ℃、4h時達到8MPa以上的強度或基本完全固化。

加溫固化的裝配線需要配置加溫設備。


3、觸變性及粘度要求

動力電池PACK電芯粘接組裝過程中,電芯被拿取、定位和涂膠等工藝動作,

以及涂膠完成后的組裝粘接工藝動作,很有可能需要翻轉,涂膠位置也有可能是垂直立面。

這要求涂敷在電芯或PACK殼體(或保護層)上的結構膠不能流淌,

涂敷的膠粘劑膠線需要保持涂敷的形狀,以保證組裝粘接的過程可靠穩定。

因此,良好的觸變性是結構膠必須的工藝性能,以保證涂敷的膠粘劑形狀穩定,立面不流淌。

同時,由于動力電池PACK尺寸都比較大,組裝過程中的涂膠機器手操作半徑范圍也大,

有的可達2m以上,再加上涂膠工序場地、電芯上裝工位以及結構膠膠桶定位工位的實際距離考慮,

結構膠的輸膠管路長度都比較長,可能達到5~10m,

因此結構膠的粘度不宜太高,以便于順暢打膠,A/B組分混合后的粘度不宜超過60000cps。

否則就需要非常高的輸送壓力,也可能造成出膠速率低,影響涂膠效率、整體裝配效率。

另外,A/B組分的結構膠,兩組分的粘度也不宜相差太大,以保證穩定的混合效果。


4、混合比例要求

一般動力電池的結構膠是雙組分的,混合均勻后的膠粘劑才能夠發揮其性能,

對于A/B組分的混合比例,雖然不是強制性要求,但是考慮到混合的穩定性,

實際工程應用中還是A/B 組分的比例差別不大的情況下,更能夠保證混合均勻及穩定。

A/B 組分1:1 或2:1 或4:1 的混合比例,

有利于涂膠機比較穩定、準確地混合,也有利于粘接質量的穩定保證。

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