CTP结构动力电池密封胶的性能要求！

1、强度要求

由于整体PACK 以及内部结构的可靠性、稳固性来自于结构胶的粘接连接，代替了原有的机械连接方式，

因此结构胶的粘接强度及本体强度就要求有比较高的指标，一般来说8MPa以上，甚至更高的强度是很有必要的。

这样高强度的结构胶应用于方形电芯的侧面或底面，根据电芯从尺寸及外形不同，

一般粘接面积可以达到3000㎜²以上，单个电芯粘接力可达24000N 以上，

有的特殊形状的方形电芯可以让粘接面积达到17000㎜²，

理论上单个电芯粘接力甚至可以达到136000N以上，较好地满足电芯直接稳固固定在PACK壳体内的要求。

结构胶的强度衡量可以是对接拉伸强度或者是搭接拉剪强度。

2、粘接材质的适应性

PET膜、3003铝合金要想使电芯获得高的固定粘接力，

不仅要有结构胶本身的较高的拉伸强度以及更大的粘接面积，

还要有对粘接材质的适应性，以及考虑被粘接材质的本体强度。

那么CTP结构的动力电池结构胶适用于哪些材质呢？

先看一看方形电芯的材质：方形电池的壳体一般使用3003铝合金。

为了使电芯外壳具有绝缘性，大部分电芯生产厂商采用PET 薄膜包覆或半包覆方形电池的外壳；

还有一种是采用绝缘粉末涂料（喷粉）的方式在电芯外壳涂覆一层绝缘涂层。

这两种电芯的表面材质以及相对应的PACK 壳体或绝缘膜就是结构胶粘接的对象：

PET（又称蓝膜）、喷粉涂层（环氧或其他树脂）及3003 铝合金。

结构胶必须对这几种材质具有良好的粘接性能。

由于PET蓝膜一般采用压敏胶背胶的方式将PET蓝膜包覆在电芯壳体外，或者采用热缩方式套在电芯壳体上，

PET蓝膜一般要经过等离子或火焰预处理，那么结构胶对于PET蓝膜的粘接，

要能够保证粘接强度大于PET蓝膜的背胶与电芯铝合金壳体的粘接，或者能够达到PET蓝膜破坏的强度。

对于3003铝合金以及喷粉涂层的粘接，要能够达到破坏时的内聚破坏，

换句话说就是粘接胶层的破坏，而不是粘接胶层与铝合金或喷粉涂层的界面脱开。

3、弹性（或柔韧性）要求

动力电池PACK 装载于汽车上，行驶中难免会受到颠簸、冲击及振动等，

电芯的固定粘接也要承受挤压、剥离、弯曲和疲劳等各种力的考验。

粘接可靠性不仅取决于粘接强度，在受到冲击振动时，粘接胶层的柔韧性更重要。

结构胶的柔韧性可以从两个方面来考察。

一是断裂伸长率：断裂伸长率是指胶粘剂本体在拉伸后断裂时的伸长长度与拉伸前长度的比值，用百分率表示。

这一技术指标表征的是胶粘剂本体在受到外力作用时能够承受的受力变形能力，

更高的断裂伸长率意味着可以抵御更大的受力变形。

断裂伸长率达到百分百， 甚至150%就是这一期望的具体体现。

二是弹性模量（储能模量）：这是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，表征了材料存储弹性变形能量的能力，

单位是MPa，是应力与应变的比值，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大。

对于动力电池的电芯粘接可靠性，往往需要进行有限元分析，

计算机模拟分析时一个重要的输入指标是模量（或泊松比）。

因此，模量就是一个非常重要的指标。

储能模量的测试采用动态热机械分析仪（DMA）较为准确。

在CTP结构胶的工程应用中，低模量是更期望的特性。

结合强度要求，低模量与高强度是有一定的相互克制的。

有公司及一些标准储能模量（常温）要求低于800MPa，甚至个别的结构胶要求低于300MPa。

4、耐老化要求

汽车的长期可靠运行的基本要求，传递到动力电池，CTP结构中结构胶的耐老化特性同样重要。

对于胶粘剂来说，耐老化特性可以通过冷热循环和湿热老化测试来考察。

可以参照GB/T7124 的相关规定测试。

耐冷热循环测试不同的汽车厂家或标准有不同要求，老化条件参考汽车常用的耐老化测试方法，

可以在-40 ～ 80℃（或90℃）高低温交变循环，循环次数可以由电池包设计及胶粘剂供应商双方商定。

耐湿热老化， 一般是“ 双85”（85 ℃，85% 相对湿度）条件下，1 000 h 老化。

耐老化后的性能指标与初始指标进行比对，不小于70%。

5、阻燃性能要求

结构胶应用于动力电池，作为汽车动力电池材料的一部分，阻燃性是基本的要求。

阻燃测试考虑其应用环境，采用铝—胶—铝三明治结构胶层厚度0.5 mm进行测试，要求达到V0 级。

可以按照GB/T 2408 的规定进行测试。

6、电气绝缘性能要求

动力电池密封胶直接应用于电芯粘接，绝缘性也是基本要求，介电强度要大于10 kV/mm ；

体积电阻率要大于1×1012Ω.cm。可以参照GB/T 1408的相关规定测试。

7、导热性能

对于高强度低模量的结构粘接胶，一般不考察其导热特性。

在动力电池PACK系统中，热管理是非常重要的一个子系统，

电芯的热量需要能够及时散发出去，保证电池在至佳工作温度范围内，

这时需要专门的导热材料（如导热胶）发挥这个作用，

它的主体作用与我们前面探讨的结构胶是不一样的，它重点考察的是导热性能。

当然，结构胶有一定的导热能力是更好的，

对以结构粘接为主要诉求的结构胶的导热系数能够在0.2 W/(m ·K) 以上，

能够起到一定的导热散热功效［空气的导热系数约为0.0267 W/(m · K)］。

8、振动台架测试

用于CTP结构电芯粘接用高强度低模量结构胶，是否满足新能源汽车的正常行驶要求，

还是需要对整体电池包进行振动台架测试，满足耐冲击振动要求，

可以参照《GB/T 31467.3 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分：安全性要求与测试方法》。