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SABIC:相变热塑性塑料在防止电动汽车电池热失控方面潜力巨大

2024年09月09日09:38 来源:SABIC

沙特基础工业公司(SABIC)日前发布的测试结果显示,基于热塑性塑料的隔热垫解决方案在防止电动汽车(EV)电池火灾蔓延方面潜力巨大。SABIC次级系统级别的系列测试证明,该公司STAMAX™ 30YH570长玻纤聚丙烯(PP)树脂制成的电池模组壳体,其电芯之间的厚度低至1毫米,却能够作为有效的热阻隔解决方案,防止18650圆柱电芯的热失控传播。它具备必要的隔热和阻燃性能,因此可以减少热失控在电芯之间传播的机会,从而降低灾难性安全事件的风险。这种材料与可压缩泡棉结合使用,效果也很显著,能够有效抑制方形电芯和软包电芯的热失控传播。

在此次测试之前,SABIC的STAMAX 30YH570树脂还曾接受过独立评估。2023年,该产品因其有效的火焰迟滞性能而获得了美国保险商实验室的UL认证标志。其评估依据的是UL 2596电池外壳材料热性能和机械性能测试方法,采用热失控壳体进行测试。

SABIC聚合物事业部汽车业务全球总监Fahad Al-Harthi表示:“我们很高兴与大家分享,我们的热塑性解决方案再次通过验证,证明其在用于电动汽车电池组件和系统方面潜力非常巨大。我们的阻燃材料组合,结合我们在应用设计和燃烧与聚合物相互作用领域的专业知识,有助于实现全新的热失控阻隔方法。我们期待着与整个汽车价值链继续开展合作,助力提高电动汽车电池系统的安全、效率和性能。”

热失控屏障测试将15个商用18650锂电池电芯和11个21700锂电池电芯分别封闭在钢制箱中进行热失控蔓延测试,前者采用STAMAX 30YH570树脂注塑块作为隔热垫,后者没有采用隔热垫。起始电芯产生热滥用的方式是透过电工绝缘胶带对电芯进行加热,使其开始热失控。在没有热障的测试中,电芯储存的电能和化学能以高温气体、明火、高速颗粒和测试室内外压力暴增的形式释放。由于热传递不受控制,因此热失控立即传播到所有相邻电芯,造成火灾危险和电动汽车电池组严重损坏。

相反,在采用STAMAX 30YH570树脂注塑块作为热障的测试中,起始激发电芯产生的热传递和热传播得到有效抑制,其余所有电芯均保持安全和完整。

这种阻燃材料会经历从固体到液体和气体的相变,并在严重的热失控期间通过潜热和膨胀功能去除热量,因此可以充当有效的阻隔,延缓热传递和火灾蔓延。

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在热失控测试之前,将圆柱电池电芯排列在SABIC STAMAX™阻燃树脂制成的电芯支架内,电芯之间的最小间隙为1.0毫米。

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热失控测试之后的电池电芯模块,有证据表明触发电芯(左上角电芯和右下角电芯)没有向相邻电芯热失控蔓延。

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