电池是新能源汽车的核心部件,新能源汽车所装配的动力用锂离子电池包,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,带来巨大的安全隐患。

“绝缘、阻燃、防火”是新能源汽车电池必须具备的安全性需求,而新能源汽车电池涂料具有防火绝缘等特殊功能正好可以消除新能源汽车电池存在的安全隐患。基于此,国内领先的汽车涂料企业东来涂料技术(上海)股份有限公司也正在开发新能源电池涂料技术,试图从这个新的涂料赛道中分得一杯羹。

涂界记者8月14日获悉,东来技术于2024年8月6日公开了两项新能源汽车动力电池涂料技术发明专利——“用于铝合金电池转运箱的水性防火绝缘涂料及其制备方法和应用”、“用于铝合金电池包的水性绝缘涂料及其制备方法和应用”。

随着新能源车的不断发展,动力电池也发展迅猛,但由于动力电池本身具有不稳定性,碰撞、高温等因素都有可能引起电池燃烧爆炸,电池易燃易爆等问题也严重影响了电池的远距离运输,尤其是海运;目前常用的方法是将电池放在内部涂有防火绝缘涂料的铝合金转运箱内进行远距离运输,这也要求转运箱内部的防火绝缘涂料拥有良好的防火性能,良好的耐电压电击穿性能和良好的耐高温高湿性能;目前用于铝合金电池转运箱的涂层主要是环氧防火绝缘涂料,其中以双组份环氧涂料使用最为广泛。目前有开发的一种膨胀性防火涂料,但该防火涂料在铝合金电池转运箱上存在以下问题:1)附着力差;2)耐高温高湿差;3)绝缘性差。因此,亟需研究一种具有耐高温高湿、绝缘性好、附着力好的水性防火绝缘涂料。

“用于铝合金电池转运箱的水性防火绝缘涂料及其制备方法和应用”发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于铝合金电池转运箱的水性防火绝缘涂料及其制备方法和应用,通过添加两种水性高分子环氧乳液,并配合改性聚酰胺固化剂作为底漆,克服了目前铝合金电池转运盒用水性防火绝缘涂料在附着性,耐高温高湿性,耐水性,绝缘性等方面的难点。该发明选用两种水性高分子环氧乳液配合改性聚酰胺固化剂作为底漆,并添加了云母用来增加绝缘性,添加了聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺用来提高防火性,制备的水性防火绝缘涂料拥有在铝合金上附着力好、柔韧性好、耐盐雾好、耐高温高湿好、绝缘性好、高抗电压电击穿等特点;此外,还拥有易施工,挥发性有机化合物(VOC)低,不易燃易爆等特点。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,其拥有密度低,强度高(强度接近或超过优质钢,但密度只有其1/3),可塑性可加工性好,易于加工等特点,工业上使用广泛;随着新能源汽车的不断发展,铝合金也越来越多的使用在新能源汽车上,尤其是新能源汽车的核心部件电池的保护上,电池包普遍使用重量轻强度大的铝合金材料;但铝合金拥有优良的导电性,这不符合电池需要绝缘性好、抗电压好、抗电击穿好的要求,需要在铝合金表面覆盖一层绝缘效果好、抗电压好、抗电击穿好、抗电解液好、附着力好的涂层,提高铝合金电池包在绝缘性、抗电压性、抗电击穿性、抗电解液等方面的性能。

目前用于铝合金电池包的涂层主要是无溶剂UV涂料;目前中国发明专利公布了一种高性能无溶剂耐电压UV涂料及其制备方法和应用,该UV涂料在铝合金表面附着力良好,耐电压好,但也存在以下问题:1)施工性能不佳;2)冲击性能不佳;3)在85℃高温高湿测试后附着力下降明显;4)耐电解液性能不佳。因此,亟需研究一种能够有效克服在附着性、抗电压性、绝缘性、耐高温高湿性、耐电解液等方面问题的涂料。

与现有技术相比,“用于铝合金电池包的水性绝缘涂料及其制备方法和应用”发明具有以下优点和有益效果:1、发明选用的水性丙烯酸分散体拥有良好的耐电压性、绝缘性和耐电解液性能,选用的水性聚氨酯分散体在铝合金上拥有优异的附着力和耐冲击性能,配合HDI异氰酸固化剂,使漆膜拥有优异的附着力、抗电压性、绝缘性、耐高温高湿性、耐电解液等特点;此外添加了云母和硅微粉,进一步提高了漆膜的抗电压、抗电击穿性能。2、发明拥有在铝合金上附着力好,耐85℃高温高湿性能好,高抗电压电击穿,耐电解液,抗冲击好等特点,以及采用水性体系,挥发性有机化合物(VOC)低、不易燃易爆。

东来技术成立于2005年,是上交所科创板上市公司,主要从事高性能涂料产品的研发、生产、销售及服务,产品包括汽车售后修补涂料、新车内外饰件及车身涂料、3C消费电子领域涂料及其他工业涂料,同时还提供专业现场颜色调配服务。公司目前是汽车涂料行业新崛起的中国力量代表,获得欧美汽车原厂认证的唯一亚洲品牌、获得日韩汽车原厂认证的唯一中国品牌。

电池是新能源汽车的重要组成部件,也是涉及安全的最核心部件之一,而目前我国新能源汽车呈现出爆发式增长,释放了大量的新能源汽车电池需求,进而也推动了应用于新能源电池的涂料市场发展。此外,电动搅拌车、电动起重机、电动挖掘机、电动叉车等需求也在快速发展,将会释放新能源电池涂料市场需求。

据中国汽车工业协会统计数据显示,2023年我国新能源汽车产销分别完成958.7万辆和949.5万辆,同比分别增长35.8%和37.9%,市场占有率达到31.6%,高于上年同期5.9个百分点。根据行业相关数据,从2017年-2023年,新能源汽车都处于增长趋势。根据行业相关数据对新能源汽车增长预测,新能源汽车的销量会持续性增长,在汽车销售总量中所占的比例会越来越大。

根据最新预测,全球新能源汽车(包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车)销量达到1465.3万辆,中、美、欧分别为949.5万、146.8万、294.8万,中国占比超60%;预计2024年全球新能源汽车销量将超过2000万辆,中国仍将会贡献全球销量的60%。中国新能源汽车预计到2030年的市场占有率超过70%。根据国家规划,到2035年我国纯电动汽车成为新销售车辆的主流。这也代表着动力电池涂料潜在市场达到60亿美元甚至更高,预计中国将在这个潜在市场中占40%(约合160亿元)。(涂界)


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