新能源汽車是未來汽車發(fā)展的重要方向，動(dòng)力電池組作為新能源汽車的動(dòng)力來源，其性能的穩(wěn)定直接影響車輛的駕駛狀態(tài)，而在其制作過程中，電芯之間的固定離不開導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠這一重要材料。

隨著新能源汽車的飛速發(fā)展，動(dòng)力電池組已成為電動(dòng)汽車的“心臟”，而導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠則是保障這顆心臟高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)的“生命線”。從寧德時(shí)代的CTP技術(shù)到比亞迪的刀片電池，導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠的應(yīng)用貫穿于電池組設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)。它不僅承擔(dān)著散熱、固定、抗震等基礎(chǔ)功能，更在電池安全、輕量化、智能化等前沿領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

動(dòng)力電池組工作時(shí)，電芯溫度每升高10℃，壽命衰減速度翻倍，而局部溫差超過5℃即可引發(fā)性能雪崩。

動(dòng)力電池組工作時(shí)產(chǎn)生的過多熱量，如不及時(shí)散熱，可能造成電池組起火、爆炸等風(fēng)險(xiǎn)。而導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)，能高效的轉(zhuǎn)移出電池組內(nèi)部的熱量，保障電池組穩(wěn)定運(yùn)行，從而增強(qiáng)電池組的使用壽命和穩(wěn)定性。

并且電池組由多個(gè)電池串并聯(lián)組成，導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠的高熱傳導(dǎo)性能，能提升電池組的整體散熱效率和傳熱速度，使用導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠不僅可保證電芯之間的導(dǎo)熱粘接，而且還確保了電芯與電芯熱量的傳遞，保障電芯之間的均溫性，避免因局部電芯溫度過熱導(dǎo)致整個(gè)電池的異常，幫助大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)更順利。

導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠通過以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫：

• 熱量傳導(dǎo)：填充電芯與液冷板、電芯之間的空隙，形成高效導(dǎo)熱路徑。例如，寧德時(shí)代采用導(dǎo)熱系數(shù)1.5W/(m·K)的聚氨酯膠，使模組溫升降低5℃，溫差控制在2℃以內(nèi)。

• 均溫性優(yōu)化：通過膠體內(nèi)部的導(dǎo)熱填料（如氧化鋁、氮化硼）分布設(shè)計(jì)，均衡熱量分布。實(shí)驗(yàn)顯示，使用雙面導(dǎo)熱膠的圓柱電池，局部過熱風(fēng)險(xiǎn)降低70%。

• 熱失控預(yù)防：在電池異常發(fā)熱初期，高導(dǎo)熱膠可快速將熱量導(dǎo)出至散熱系統(tǒng)，為BMS爭(zhēng)取30分鐘以上的預(yù)警時(shí)間。

結(jié)構(gòu)支撐：從“松散組裝”到“一體化加固”

傳統(tǒng)模組依賴螺栓和支架，而CTP/CTC技術(shù)通過導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠實(shí)現(xiàn)“以膠代焊”：

• 抗振抗震：膠體柔韌性（斷裂伸長(zhǎng)率≥50%）可吸收80%以上的機(jī)械振動(dòng)能量。例如，陶氏VORATRON MA 8200S系列膠的存儲(chǔ)模量低至5MPa，在10萬次振動(dòng)測(cè)試后粘接強(qiáng)度仍保持90%以上。

• 輕量化設(shè)計(jì)：相比金屬連接件，膠粘劑減重可達(dá)30%。上汽“魔方”電池通過全膠接方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量密度提升15%。

• 界面應(yīng)力緩沖：膠體不對(duì)稱粘結(jié)性能緩解不同材料（如鋁殼與復(fù)合材料）的熱膨脹差異，防止界面開裂。
• 裝載于汽車上的動(dòng)力電池PACK ，在行駛過程難免會(huì)受到?jīng)_擊與振動(dòng)，因此電芯之間的固定粘接，要承受擠壓、剝離、彎曲和疲勞等各種力的考驗(yàn)，粘接可靠性不僅取決于粘接強(qiáng)度，在受到?jīng)_擊振動(dòng)時(shí)，粘接膠層的柔韌性也很重要。而導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠是高強(qiáng)度、耐高溫、導(dǎo)熱性能強(qiáng)的材料，可以有效保護(hù)動(dòng)力電池組的電芯和電池包。并且憑借導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠可承受高溫、降低溫度差的特點(diǎn)，能起到保護(hù)電芯與電極不發(fā)生自燃或熔融，增強(qiáng)電池組穩(wěn)定性與可靠性的作用。

三、改善電池組的密封性

安全防護(hù)：從被動(dòng)防御到主動(dòng)阻燃

導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠在電池安全中扮演著“最后防線”角色：

• 電氣絕緣：體積電阻率＞1×101?Ω·cm，有效防止電芯間短路。例如，有機(jī)硅膠的耐電壓強(qiáng)度達(dá)14kV/mm，遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

• 防火阻燃：添加氫氧化鎂等阻燃劑，膠體可通過UL94 V-0認(rèn)證。金菱通達(dá)XK-CD12L膠更能在1200℃高溫下瞬間陶瓷化，形成防火屏障。

• 密封防護(hù)：IP67級(jí)防水防塵性能，抵御鹽霧、濕熱等惡劣環(huán)境。

為保障電池組的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，通常需要保證電池組內(nèi)部的密封性。導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠可通過構(gòu)成高強(qiáng)度密封層，阻止電池組內(nèi)部的氣體和水分外侵，起到填充電池組內(nèi)部的空隙和裂縫的作用，進(jìn)而保證電池組內(nèi)部的環(huán)境穩(wěn)定。

四、提升電池組的耐久性

導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠作為汽車動(dòng)力電池材料的一部分，具備優(yōu)良的阻燃性、耐熱、耐寒性能，在不同溫度與氣候條件下都能作用，并且可以在多種復(fù)雜環(huán)境下保持正常性能與壽命周期，同時(shí)起到延長(zhǎng)電池組使用壽命的作用。

綜上所述，導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠起著兩大類重要作用，

第一類就是以結(jié)構(gòu)粘接為主，兼顧一定的導(dǎo)熱作用；

第二類就是以導(dǎo)熱粘接為主，膠粘劑應(yīng)用的目的是將電芯工作時(shí)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出到外部的散熱部件，實(shí)現(xiàn)熱管理的部分功能作用，兼顧結(jié)構(gòu)粘接要求，可以起到保護(hù)電池組、提高傳熱效率、改善密封性和提高耐久性的作用;

二、材料技術(shù)創(chuàng)新：從基礎(chǔ)粘接到功能集成

材料類型

導(dǎo)熱系數(shù)(W/m·K)

粘接強(qiáng)度(MPa)

耐溫范圍(℃)

典型應(yīng)用場(chǎng)景

環(huán)氧樹脂膠

0.5-5.0

15-20

-40~120

高電壓模組灌封

有機(jī)硅膠

0.5-3.0

3-5

-50~200

軟包電池柔性連接

聚氨酯膠

0.2-1.5

10-15

-40~150

CTP模組固定

陶瓷化膠

1.2-2.0

8-12

-50~1200

防火隔離層

• 高導(dǎo)熱填料：氮化硼（BN）填料導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)300W/(m·K)，但成本是氧化鋁的5-8倍。部分企業(yè)采用混雜填料（Al?O?+石墨）實(shí)現(xiàn)性價(jià)比平衡。

• 生物基材料：陶氏VORATRON MA 8200S系列膠含30%生物基成分，碳足跡降低40%。

• 智能化膠體：集成溫度敏感變色材料或?qū)щ娏Ｗ?，?shí)現(xiàn)膠層健康狀態(tài)自監(jiān)測(cè)。

• 圓柱電池底部固定：UV固化膠（3秒固化）用于4680電池焊點(diǎn)保護(hù)，抵抗2000次機(jī)械沖擊。

• 方形電芯側(cè)面粘接：丙烯酸膠（拉伸強(qiáng)度18MPa）實(shí)現(xiàn)電芯與模組殼體無縫貼合。

• 電芯間導(dǎo)熱填充：灌封硅膠（導(dǎo)熱系數(shù)2.5W/m·K）用于刀片電池，溫差控制在1.5℃以內(nèi)。

• 液冷板粘接：環(huán)氧導(dǎo)熱膠（5W/m·K）將熱量傳導(dǎo)效率提升50%。

• 電池包密封：聚氨酯發(fā)泡膠（壓縮回復(fù)率≥75%）實(shí)現(xiàn)1000次拆裝循環(huán)。

• 防火隔離層：陶瓷化膠在熱失控時(shí)膨脹形成10mm隔熱層，延緩火勢(shì)蔓延30分鐘。

問題

成因分析

解決方案

涂布?xì)馀?/span>

基材表面粗糙度＞2μm

真空脫泡（0.8MPa，5分鐘）

固化不均勻

溫度波動(dòng)＞±5℃

紅外梯度加熱（40℃→80℃，30分鐘）

界面脫粘

基材表面能＜35mN/m

等離子處理（功率500W，時(shí)間30s）

• SPC過程監(jiān)控：對(duì)涂布厚度（±0.1mm）、粘度（5000±500mPa·s）等參數(shù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，Cpk≥1.33。

• 加速老化測(cè)試：雙85測(cè)試（85℃/85%RH）1000小時(shí)后，粘接強(qiáng)度衰減率＜10%。

從最初的輔助材料到如今的安全核心組件，導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠的進(jìn)化史映射著動(dòng)力電池技術(shù)的革新軌跡。隨著固態(tài)電池、4680大圓柱電池等新形態(tài)的涌現(xiàn)，導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠將向更高導(dǎo)熱、更強(qiáng)智能、更優(yōu)環(huán)保的方向持續(xù)突破?？梢灶A(yù)見，這個(gè)看似微小的材料，將繼續(xù)在新能源汽車的星辰大海中，書寫“四兩撥千斤”的傳奇。

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