續 電動(dòng)汽車(chē)中復合材料蓄電池箱的材料選擇（一）
05 沙特基礎工業(yè)公司（SABIC）
沙特阿拉伯的SABIC經(jīng)營(yíng)石化產(chǎn)品、化學(xué)品、聚合物、肥料和金屬等。該公司的特色產(chǎn)品業(yè)務(wù)部生產(chǎn)多種樹(shù)脂、配混料和添加劑 ；其石化產(chǎn)品業(yè)務(wù)部的知名產(chǎn)品有短纖維和長(cháng)纖維增強聚丙烯、聚碳酸酯、苯乙烯類(lèi)、熱塑性聚酯或共混物。
SABIC的特色產(chǎn)品業(yè)務(wù)部報告稱(chēng)，其改性聚苯撐醚（MPPE）用于混合動(dòng)力汽車(chē)的電池箱蓋已有一段時(shí)間。為了滿(mǎn)足蓄電池電動(dòng)汽車(chē)的更高要求，該集團在其N(xiāo)oryl和LNP特種配混料中開(kāi)發(fā)了幾種新材料，例如 ：LNP Konduit，具有無(wú)鹵阻燃性加上低介電常數/介電損耗因數，用于單格電池座框和蓋子，以利射頻信號透過(guò) ；LNP-Faradex配混料，使用金屬纖維，以滿(mǎn)足電磁干擾屏蔽要求 ；以及LNPStat-Kon配混料，用于雷達吸收。
而據SABIC的石化產(chǎn)品業(yè)務(wù)部介紹，其材料也用于許多混合動(dòng)力汽車(chē)和蓄電池電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池箱。該公司提供了高阻燃的短玻璃纖維增強聚丙烯（PP）材料，該材料于去年年底亮相，用在日本本田汽車(chē)公司供給中國市場(chǎng)的混合動(dòng)力汽車(chē)的電池箱蓋上，據稱(chēng)這是行業(yè)最大的電池箱蓋之一。將無(wú)鹵的PP配混料調制成在遇到火焰時(shí)能形成膨脹結焦層，這種結焦行為導致自熄性，使其成為第一個(gè)通過(guò)中國嚴格的GB 18384-2020 阻燃規范的蓋子。與需要隔熱層的金屬箱體相比，注射成型的熱塑性材料蓋子減少了 40%的重量，有助于延長(cháng)汽車(chē)行駛里程。功能的集成簡(jiǎn)化了組裝工序并降低了成本。此外，該制品可以在使用期滿(mǎn)時(shí)完全回收，并具有較小的CO2足跡。
1.6×1.4m 電池箱蓋的頂側（上）和底側（下），用短玻纖增強 PP制成（來(lái)源：SABIC）
SABIC高 級 業(yè) 務(wù) 經(jīng) 理Dhanendra Nagwanshi解釋說(shuō)：“隨著(zhù)在電動(dòng)汽車(chē)蓄電池設計上的合作增多，我們看到材料組合正在發(fā)生變化。”“我們認為阻燃熱塑性材料可能會(huì )在材料組合中占據更大的份額，因為它們可以提供巨大的優(yōu)勢，包括固有的絕熱和電絕緣性能、膨脹特性、輕重量和零件集成性，這有助于降低成本。此外，它們是可回收、可重復使用的，并且它們降低了環(huán)境影響——這不僅因為減輕了重量，而且還因為降低了溫室氣體排放量約10%~15%。熱塑性材料在電動(dòng)汽車(chē)蓄電池領(lǐng)域的前景光明。
06 索爾維
比利時(shí)索爾維公司（Solvay SA）擁有全球制造足跡，生產(chǎn)樹(shù)脂和聚合物、結構膠粘劑和表面產(chǎn)品、熱固性和熱塑性復合材料、碳纖維、復合材料模具和輔助材料。十多年來(lái)，該公司一直為蓄電池箱提供阻燃預浸料—玻璃纖維或碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂制成的預浸料。
索爾維最近與英國一家汽車(chē)設計和工程咨詢(xún)公司Ricardo Plc合作，進(jìn)行一個(gè)虛擬設計和模擬項目。在該項目中，對用阻燃復合材料制造的蓄電池箱蓋和底盤(pán)進(jìn)行了基準試驗。兩者的主要結構可采用環(huán)氧樹(shù)脂或聚苯硫醚（PPS）為基體，用高單位面積質(zhì)量的玻璃布增強，并用單向碳纖維帶局部增強。該團隊不僅想展示復合材料的輕量化優(yōu)勢，還意在解決在乘用車(chē)中封裝大型蓄電池時(shí)的體積效率問(wèn)題。
索爾維報告說(shuō)，在進(jìn)行此設計項目的同時(shí)，它還一直致力于電動(dòng)汽車(chē)電池系統的材料表征研究，該研究被描述為熱固性和熱塑性化學(xué)之間的不可知論。該公司正在評估阻燃的高玻璃化轉變溫度（Tg）熱固性樹(shù)脂（如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺）和熱塑性塑料（聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮酮），采用各種結構的玻璃纖維和/或碳纖維增強，以查看哪些組合最適用于不同車(chē)輛類(lèi)別以及先進(jìn)空中交通（AAM）飛機上的特定電池組件。這些材料正在經(jīng)受高結構載荷、破碎、側面沖擊、侵入、模態(tài)剛度、阻燃性、熱失控、熱擴散等試驗。
07 西湖環(huán)氧
今年早些時(shí)候，美國西湖化學(xué)公司收購了美國Hexion 公司的環(huán)氧樹(shù)脂業(yè)務(wù)，更名為西湖環(huán)氧公司（Westlake Epoxy）。它是全球領(lǐng)先的特種涂料和復合材料生產(chǎn)商。其環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂在北美和歐洲的多個(gè)商用電動(dòng)汽車(chē)廠(chǎng)商中用來(lái)制造復合材料蓄電池箱蓋、底盤(pán)及其他相關(guān)用途，自 2023 年起，該公司將有 5 個(gè)以上的大產(chǎn)量項目。
該公司的新型超低甲醛Eponol 06921 酚醛樹(shù)脂，配上Epikure 06931 和 06941 催化劑，能夠在多種制造工藝中高速生產(chǎn)阻燃復合材料。因其防熱性能，這種樹(shù)脂正被用來(lái)制造電動(dòng)汽車(chē)蓄電池箱體部件。此 外，該 公 司 的Epokote 06710/Epikure 06170環(huán)氧樹(shù)脂體系也正通過(guò)LCM（復合材料液體模塑成型）工藝制造大規格的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池底盤(pán)。
焰燒試驗（來(lái)源：Westlake Epoxy）
如上圖顯示，西湖環(huán)氧公司的玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復合材料在1200℃下進(jìn)行火焰燃燒試驗。試驗在8分36秒后停止，沒(méi)有把材料燒穿。
該公司的北美汽車(chē)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Stephen Greydanus總結道：“作為一家樹(shù)脂供應商，西湖環(huán)氧公司已配制了最新一代酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂體系，它們可用于SMC、LCM、HP-RTM、拉擠成型和其他制造工藝，以覆蓋蓄電池箱中熱固性復合材料的許多用途。”
來(lái)源：玻璃纖維
