流体静力学化学:热传导和耐火技术对热失控动力锂电池 发布时间:2020-03-17
新能源汽车的补贴政策将从2016年开始回落,并将提出一条高能量密度的动力电池路线。最近大量的电动汽车自燃引起了公众对电动汽车安全性的进一步关注。7月5日,由燃气汽车赞助的2019新能源动力电池安全技术论坛在上海举行。水水化工耐火材料事业部海外业务负责人俞川大雁、水水聚马业务战略部工程师应明、水水化工车辆运输战略办公室王就动力锂电池发生热失控时导热和耐火技术对电池安全的影响发表主旨演讲如下:

水水化工耐火材料事业部海外业务负责人汤川大雁(右)和水水聚马业务战略部工程师谷英明(左)
王:
大家好,我是水水化工车辆运输策略室的王.
首先,让我简单介绍一下什么是公司储蓄。
水水成立于1947年。今年是72周年。世界上有26,000多人。如果换算成人民币,该集团的总销售额约为700亿元。
我们公司主要致力于三大部分:一部分是以上部分,住房建设,主要是一些别墅比较多;另一部分是关于医疗和环境。第三部分,也是我们团队的主要业务,是右下角的高功能塑料。其中,我想介绍一些世界上比较著名的材料。
每个人可能都不太熟悉“积水”这个名字,但据估计,许多人听说过“中间膜”,即夹在前玻璃、后玻璃、左玻璃和右玻璃之间的膜。一辆汽车。它在世界上的份额相对较高。平均来说,两辆汽车中有一辆使用我们的产品。我估计,我们在座的朋友中有一半以上在他们的汽车上使用这部电影,这部电影是由我们积累的水制作的。
此外,手机的液晶屏应该绝对平行于夹在液晶屏之间的两层玻璃。内部使用的小金球要求高精度。
这些是我们拥有相对较高市场份额的产品。让我们把麦克风给我们的英明神武先生。
英明神武:
大家好,我是巴利马池塘的英明神武。
电动汽车火灾正在上升,到目前为止,已经发生了许多这样的事故。接下来是各种各样的安全标准,如中国的国标和欧盟的联合国GTR标准,这些标准正在逐渐出现。根据这些标准,我们应该如何处理、应对和解决这些安全问题?我们提出了两种解决方案:一种是具有防火性能的导热凝胶;一是达到轻质的目的,同时达到防火隔热的效果和对策。
接下来,我想介绍一种主要由积水推动的导热凝胶。
在热传导的基础上,我们的热脂还具有吸热的作用。电动汽车越来越多,火灾也越来越多。这些汽车中也使用了许多散热膏,但是我们的导热膏具有吸热的效果,稍后将详细介绍。
对于电池模块和电池组,我们的CGW系列热脂的实际应用状况。接下来,放入两个短片:一个是CGW在电池模块中的扩散,另一个是CGW在电池组中的实际涂层。
这是CGW在电池模块中的状态。现在我们可以看到我们的CGW系列正在模块中传播。这是用点胶机点胶的状态,也是实际使用的状态。
据估计,现在每个人都应该对这个产品的使用方法和位置有一个印象。
这种材料已经在欧洲、日本、韩国和其他主要地区得到实际应用。
这是我们产品的物理特性和成分列表。因为它是一种导热材料,我们准备了三种导热性能:2W,3W和3.6W..像我们的散热膏一样,除了普通的导热颗粒,我们还引入了“吸热颗粒”,这也是今天的一个关键词。在电池热失控的情况下,吸热颗粒将对电池的热失控起到很好的预防作用。
这是我们做的一个实际测试。我们的材料被涂在电池表面,然后被两块铝板夹在中间,然后被针刺使其失去对热量的控制。此时,测量电池各部分的温度,并比较使用和不使用我们产品情况下各测温点的温度变化。
这是实际结果。绿色曲线代表材料的2W,蓝色曲线代表3W。
首先,红色的温升曲线是不使用CGW级数时的温升状态。从曲线可以看出,在不使用我们的材料的情况下,即空白状态,针灸的结果是温度将在很短的时间内急剧上升。
相比之下,使用我们的材料后测得的温度状态。第一个是蓝色CGW3的结果。从蓝色的CGW3可以看出,当使用这种材料时,温升将明显降低。同时,如果绿色CGW2中加入更多的吸热成分,效果会比3更明显。
这里有4个温度测量点,它们各自的状态。如果温度暂时设定在300度,两种材料在一定时间内都不会达到300度的极限。从该曲线可以明显看出,具有更多吸热颗粒的cw2的效果优于CGW3。
以下是一个假设的使用方案。例如,无论我们的材料在电池之间和模块内部的什么地方使用,当发生火灾时,都可以更好地防止火势蔓延和连锁反应。
各种法律法规、强有力的投标等。开始浮出水面,变得越来越清晰。我们希望在未来的联合评审和研究条件下,与合作伙伴共同推进这项工作,为电动汽车电池的安全领域做出贡献。
我今天的演讲到此结束。接下来,我们耐火材料部的同事将向您介绍。
汤川·达扬:
接下来,让我介绍一下我们的耐火材料。我是水化学的汤川。请照顾好我。
今天,这两种材料实际上在日本的住宅建设中销售和应用。电动锂电池也需要各种防火措施,所以我们希望这两种防火材料也能在这方面有所帮助。
其中一种是Fi-Block,它是一种加热到一定程度时会膨胀的材料。没有必要用火。如果加热到这个水平,它会膨胀10到40倍。中间会有空气层,所以它会起到一定的隔热作用。
在这段视频中,我们在下面放了一个加热板。如你所见,Fi-BLock一直在扩张。这幅画的颜色代表温度。表面温度越低,在不同的膨胀厚度下会存在不同的温差。
关于产品状态,有各种各样的产品。这是它的简单物理属性表。有几点要介绍给你:一是密度为1.2g/cm3,是水的1.2倍;热导率基本上在0.1W和0.3W之间;厚度基本上约为1毫米,而最薄的厚度可以达到0.15毫米,最右边的开发产品。
接下来,我想介绍另一种材料,耐燃聚氨酯。简单地说,右边是它的耐火原理。遇火时,表面会形成一层碳化层,以达到防火效果。下面是一个简短的视频,比较我们的耐火聚氨酯和普通聚氨酯的防火测试。
左边是我们的耐火聚氨酯,右边是普通聚氨酯。用火枪来燃烧。如你所见,在步枪被移走后,右边的材料仍在燃烧。
这也是一个简单的物理属性表。这种材料正在开发中,现在最薄的只有5毫米,但是可以看出它有两个最大的特点:一是密度低,每立方米只有48公斤;另一个是导热率,它比刚才的导热块低,只有0.03瓦
我们已经在内部对这种材料做了这样的测试。因为材料本身可能相对较薄,需要支撑,所以在材料后面添加了碳纤维增强树脂,即CFRP。从耐火材料方面,使用火器燃烧并检测CFRP表面的温度变化,即未加热的表面。
在该图中,横轴是时间轴,纵轴是非加热表面的温度。下面两条蓝色曲线,一条亮,一条暗,是由两种不同材料制成的Fi-Block测量的。此外,我们的耐火聚氨酯顶部是黑色曲线,不会膨胀。以下两种材料被放大,浅蓝色到10毫米,深蓝色到40毫米
这两种材料都有改进的余地。我们认为他们应该能够为以下目的做出一些贡献。我们的假设是,像今天论坛的主题一样,电池是安全的、轻质的、耐火的和隔热的。我们认为目前的电池盖主要由金属材料制成。如果它很轻,将来有可能变成树脂吗?此时,耐火和隔热将需要多层复合材料,所以我们的材料应该能够做出一些贡献。我们也和各种主机工厂有联系,一些朋友在聊天中提到了对这些资料的需求。
此外,还有一个假设用途。中国有越来越多的电动公交车。把这种材料放在地板上更安全吗?
今天,我们主要提出两个假设用途。如果您有其他预期用途或需求,您可以随时联系我们。这两种材料,尤其是耐火聚氨酯,正处于研发阶段,供汽车使用,因此我们可能无法立即提供您需要的样品,但我们可以提前沟通。场馆外有我们的展位。如果有任何需要,你可以在结束后和我们交流。
今天,我们华北、华东、华南等积水地区的销售主管都来到现场与您交流。如果积累的水能为您的担忧或烦恼提供解决方案,我们会感到非常荣幸,谢谢。
问答:
问:我可以问明上亚先生,你介绍的CGW-2/3在加入吸热填料后,对导电率有什么影响吗?
英明神武:
这不会有什么特别的影响。
(补充:CGW2和CGW3在欧洲、日本和韩国有实际应用,它们的绝缘没有问题。这次引入的吸热性能是对现有产品的额外性能验证。同时也验证了CGW2和CGW3,尤其是CGW2,具有良好的吸热效果。因此,对于已经采用我们的CGW系列的客户来说,他们发现了它的额外性能,这是一个好消息。)
问:俞川大研先生,例如,你刚刚介绍的Fi-Block可膨胀材料,在锂电池组中使用时,可能不是处于自由状态,而是处于压力下。如果在压力下,首先是绝缘性能对温度的影响,机械性能会有其他影响吗?
汤川·达扬:
耐火聚氨酯材料现在是易碎的,这会影响它。
fi-block,当它扩展时,扩展的强度可以调整,我们可以根据客人的需要进行不同的调整。
(补充说明:关于隔热,隔热性能取决于电池组中剩余空间的大小,以供Fi-Block扩展。可膨胀空间越大,隔热效果越好。)
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