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截止2022年9月，中国纯电动汽车保有量接近926万辆，中国电动汽车已经占全球电动汽车总销量的46%，预计2023年中国电动车还将保持500万辆的生产规模，国内几乎所有车企全部开启了电动车转型。动力电池作为电动汽车的核心组件，在需求激增下，产品正在经历着快速迭代升级，新品商业化周期不断缩短。
作为储能的新材料技术，动力电力在不断挑战“续航焦虑”的同时，也必须面对电池安全管理的难题。以动力电池用涂料产品为例，其就担负着电池包绝缘、隔热和防火的安全管理责任。
2022年3月，工信部、公安部、交通运输部、应急部、市场监管总局联合发布《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》，其中第六条，明确要求“提高动力电池安全水平。企业要积极与动力电池供应商开展设计协同，持续优化整车与动力电池的安全性匹配以及热管理策略，明确动力电池使用安全边界，提高动力电池在碰撞、振动、挤压、浸水、充放电异常等状态下的安全防护能力。鼓励企业研究应用热失控实时监测预警装置和早期抑制及灭火措施。”
汽车动力电池铝制外壳体需要一个可靠有效的防护系统，同时可以满足现代化工艺与轻量化技术配置等设计要求。比如在电池热管理方面，由于云母板的密度较大，并且是钢性材料不易变形，很难做到与电池的充分贴合，而气凝胶则成本昂贵，并且耐不住热失控时电池爆炸产生的高温。
在此背景下，能够为动力电池提供安全性的高性能涂料解决方案，就成为了涂料企业近年来持续关注的新兴市场。根据买化塑研究院的估算，2023年中国动力电池对其高性能安全涂料的市场需求量可能会达到60-80亿元。
电动汽车的电池包，通常由多个单体电池模块组合而成，机械损伤、热冲击、内短路、在高温环境下长期连续频繁快充等情况，都有可能导致个别单体电池的“热失控”。“热失控”会传导蔓延，导致周围单体电池温度的迅速升高，温度可高达500至1000摄氏度，最终引发电池包整体燃烧、爆炸的灾难性后果，电动汽车中的动力电池自燃具有燃烧速度快、热值高、差异大和扑救困难等特点，带来巨大的安全隐患。
新能源汽车电池包防火涂料大部分为膨胀型耐火机理，无溶剂和水性占大多数，大部分需要加热固化以保证其耐火性能，多为双组分。其中膨胀型防火涂料主要包括成膜物质、碳源、酸源、发泡剂、填料等，其主要成膜物质为丙烯酸树脂、环氧树脂或氟聚合物等。在加热时涂层中热能被转化，防火涂层能迅速膨胀十几倍至几十倍并吸收周围热量，从而有效阻止高温侵入其保护的基材，并以此达到防火目的。同时粉末涂料在电池包的应用也较为成熟。根据汽车电池包内外空间要求，电池盒防火涂料施工一般为厚度为0.8～1.5mm，采用喷涂方式对电池包的上盖内部和外部进行防火涂装。
涂装工艺示意图
车用防火涂料施工条件复杂，因为整车的流水线生产要求防火涂料能够连续混合供料、施工；而防火涂料也会随着整车行驶到任何环境中，因此对其性能要求也较高。防火涂料在施工时，施工的设备主要采用双组分供料泵，可以通过控制面板控制供料比例、温度。
涂装生产线示意图
目前国内动力电池的涂料供应商主要包括PPG、阿克苏诺贝尔、亮克威泽（德国）、艾仕得、宣伟、立邦等企业已经实现了动力电池防火涂料的商业化，其中阿克苏诺贝尔和宣伟通过粉末涂料产品路线来实现。金力泰、松井股份、广信材料、信和等涂料企业的技术研发和试样工作正在稳步推进。
PPG 双组分膨胀型防火涂料 Corachar SE 4000
PPG Corachar SE 4000 是一种 2k（双组分）环氧膨胀型防火涂料，适用于电动汽车电池组和电能组件。通过涂料在遇热时快速膨胀形成阻燃剂，将0.3-1.2mm的初始涂层厚度瞬间膨胀到3-20mm。涂层可以承受 1,200 摄氏度的高压火超过 30 分钟，同时将基材的温度保持在 400 摄氏度以下，PPG CoraChar 是用 100% 固体制造的且不含溶剂。
PPG这一产品解决方案颠覆性地对动力电池防火性能、隔热效果、耐候性、耐盐雾与化学腐蚀性能、施工性、电池包重量及有效空间都有了巨大改善。更重要的是，自动化涂装过程满足了电池包大规模自动化生产的要求，极大地释放和提升了动力电池包产线的产能。
阿克苏诺贝尔Interpon和Resicoat粉末涂料
阿克苏诺贝尔Interpon6200和Resicoat EL系列粉末涂料就是专为电动汽车各个部件而设计。不仅能帮助电池壳体实现热管理、电气绝缘和阻燃性等保护功能，还为电池壳体提供额外的抗腐蚀性和耐化学性。Interpon和Resicoat粉末涂料系统可实现电芯间的绝缘功能，能提供出色的绝缘强度，优异的附着力和良好的冷热冲击性能。Resicoat EL是专用于电气绝缘的解决方案，它可使关键部件具备始终如一的电气绝缘性能，支持优化纯电动和混合动力性能，能够实现最佳热导率、电气绝缘、边角覆盖和连续（无空隙）涂覆。
解决了电动汽车安全问题，还有一个不容忽视的问题就是制造过程的可持续性。汽车行业有众多重要的环境法规需要遵守，包括在制作过程中去除例如铅、汞等金属或化学元素等欧盟规定；电子电器设备的废物处理规定等等。使用粉末涂料可确保汽车制造商们不会违反所 有这些法规和标准。因为粉末涂料不含挥发性有机化合物(VOC)，可以保护环境和人类，产生的浪费最小，并且还可以回收和重复使用。粉末涂料的耐久性也使其保护的表面使用寿命更长，从而延长了产品的寿命并提高了其性能，同时也延长了车身表面及零部件的更换周期。
艾仕得推出Plascoat 热塑性粉末涂料组合，为电动车电机、电池等核心组件提供腐蚀、介电、石屑和防火保护随着全球对电动汽车的需求猛增，电动汽车制造商正在开发和购买为其汽车提供动力的解决方案，通过创新使他们走得更远，并不断努力提高电池性能。
电动机、电池和 EV 动力总成部件需要保护涂层来保持最佳温度、降低火灾和腐蚀损坏的风险以及防止电磁干扰艾仕得用于电池、模块和电池组应用的解决方案，包括电池罐/支架保护、母线和模块支架、热间隙填充物、EMI/RFI 屏蔽和腐蚀、冲击、电池外壳的绝缘和防火保护。艾仕得的电泳漆、热固性和热塑性粉末涂料、防火膨胀液体涂料和浇注树脂产品组合专为这些电池应用而设计。
宣伟Powdura®绝缘粉末涂料
面对新能源机械行业的变化，宣伟通用工业涂料集结了研发团队，针对电池、电驱领域开展新品研制，在经过实验室的反复调试之后，推出具有防腐蚀性、耐热性、耐压性的宣伟Powdura®绝缘粉末涂料，应用在电池电芯、电池模组、电池壳体、电机定子、转子以及母排等领域。
新能源汽车行驶过程中，汽车电池会面临高温、高压、化学品腐蚀等多重挑战，绝缘安全防护就显得尤为重要。宣伟通用工业涂料推出的宣伟Powdura®Insulator绝缘粉末涂料，分别适用于电池、电驱两个领域，均满足UL94-V0的阻燃标准，在电气强度方面满足2700V/100μm标准，其中母排耐压性能可根据客户具体需求定制。除此之外，电芯、模组以及电池壳体的涂料均具备良好的耐电解液，电机定子、转子以及母排的涂料具有卓越的导热性能、耐热和耐化学品性能，绝缘粉末涂料高介电强度的特性让新能源汽车电池更好的工作（电芯涂料并非动力电池的防火涂料）。
立邦“三电生态圈”涂料解决方案
立邦基于多年的技术积累，创新打造出动力电池用防火隔热涂料。作为一项被动防火措施，该涂料可视作动力电池安全的最后一道“防线”，在发生“热失控”时被触发，有效避免或延缓“热失控”效应蔓延，从而降低电池包燃烧与爆炸的风险，该产品已经过多家电池企业的热失控测试考验，被证明能切实有效帮助电池通过国家标准。
从外壳、密封到电池模组端板以及托盘底部全场景，立邦都提供了相应的产品解决方案。立邦的电泳、密封胶、防火涂料、绝缘粉、导热结构胶、PVC胶，均可满足主机厂对电池包安全性的严苛要求。在汽车零部件涂料以外，立邦也进一步将产品应用范围拓展至电机与储能电站，打造出完整的“三电生态圈”。
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