電動自行車電池安全，“管、防、消”缺一不可
在電動車自行車行業(yè)高速發(fā)展的當(dāng)下，“電池安全”始終是繞不開的一個話題。
據(jù)統(tǒng)計，目前全國兩輪電動自行車保有量至少已有3.5億輛，平均每4個人中就有1人擁有電動自行車。電動自行車有著大量的用戶群體，但同時也面臨著巨大的安全隱患，包括道路安全事故、火災(zāi)等。
電動自行車安全是個系統(tǒng)性問題，特別是如何保證鋰蓄電池的安全性，需要有切實可行的一體化解決方案。
12月27日，廣州集泰化工股份有限公司（下稱“集泰股份”）有機(jī)硅應(yīng)用研究室主任高新來博士在“集智云享 共促發(fā)展”兩輪電動車安全論壇上,以《兩輪電動自行車鋰電蓄電池?zé)崾Э胤雷o(hù)的材料技術(shù)方案》為題，分享了近年來針對電動自行車電池安全，研發(fā)和推出的膠漆一體化應(yīng)用解決方案。
廣州集泰化工股份有限公司有機(jī)硅應(yīng)用研究室主任高新來博士
2024“集智云享 共促發(fā)展”兩輪電動車安全論壇——北京站由中國電池工業(yè)協(xié)會、廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院、廣東省電動車商會主辦，集泰股份承辦，旨在推動電動自行車安全治理，普及電動自行車行業(yè)追溯服務(wù)平臺，以及探討與電動自行車安全相關(guān)技術(shù)和管理手段。
一、“管、防、消”缺一不可
當(dāng)前，電動自行車在集中管理，安全防范方面遇到極大挑戰(zhàn)。
在演講中，高新來以電動自行車爆燃，車輛集中存放電起火為例，介紹了電動自行車鋰電蓄電池?zé)釘U(kuò)散及危害。而對電池進(jìn)行熱失控/熱擴(kuò)散防護(hù)的目的，是為了相關(guān)人員的逃生供便利，減少消防、減災(zāi)的壓力，同時避免連鎖燃爆。
在當(dāng)前情況下，電動自行車電池生產(chǎn)廠商從源頭上對電池進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計，主動推行電池管理等預(yù)防性的措施，顯得相當(dāng)重要。同時，當(dāng)主動的防護(hù)措施在某種條件下不起作用時，被動的管理或防護(hù)以及消防聯(lián)動滅火，也有著相當(dāng)大的必要性。
“‘管’‘防’和‘消’這一鏈條，是一個好的整體方案，缺哪一個環(huán)節(jié)都不行”。
目前，針對兩輪電動車動力電池的防火材料方案，集泰股份提供了包括有機(jī)硅、聚氨酯等多種電池組安全防護(hù)灌封方案，能夠在電池?zé)崾Э剡^程中，切斷連鎖反應(yīng)，起到延緩或抑制電芯起火的作用，還可降低熱失控對周邊電芯的影響，減少電芯損傷。
作為國家標(biāo)準(zhǔn)GB 43854-2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》的密封膠唯一參編企業(yè)，集泰股份在電池灌封膠領(lǐng)域也有著明顯的優(yōu)勢。
從材料的角度進(jìn)行物理隔絕，可以降低電池起火的影響。比如，用絕緣防火隔熱灌封膠物理填充隔離防護(hù)，可以起到防護(hù)墻隔離作用，通過灌封材料實現(xiàn)對電池包導(dǎo)熱、阻燃、抗震、固定、絕緣、防水等作用。
以電池包的鋼殼涂層方案為例，1.5毫米厚的鋼殼涂層在1100℃石油液化氣中持續(xù)灼燒5分鐘，灼燒時，殼體發(fā)生變形，但火焰不向非灼燒部位擴(kuò)散；殼體僅有少量煙霧產(chǎn)生，無黑煙，灼燒部位離火5s內(nèi)可自熄；涂層形成的發(fā)泡碳層，未被燒穿或者被氣壓沖擊穿。
此外，電池殼體在燃燒過程中，殼體外側(cè)表面溫度一直低于280℃，殼體內(nèi)側(cè)涂層狀態(tài)膨脹發(fā)泡，無脫落，殼體外觀狀態(tài)完好，不會產(chǎn)生變形。“從防火設(shè)計來講，殼體本身的耐熱性是也是很重要的，再結(jié)合防火涂料，就可形成一個防火屏障”。高新來說。
目前，針對電動自行車的灌封環(huán)節(jié)，集泰股份可以提供了多種解決方案和產(chǎn)品。以集泰-有機(jī)硅發(fā)泡膠F6351為例，該產(chǎn)品是一款集全模組灌封、輕量化隔熱、V0級阻燃、可拆卸特點的保護(hù)材料，尤其適用于圓柱型電芯的使用和后續(xù)維修。
電池箱體防火方面，集泰股份研發(fā)的防火涂料 (遇火膨脹) C6320P，適用于電池PACK殼體內(nèi)表、外表，及其它絕緣防火防護(hù)位置。該涂料是一種雙組分環(huán)氧無溶劑防火涂料，其特點是絕緣，遇火燒蝕會形成碳層起到防火隔熱的作用，以減緩熱失控的熱蔓延。
此外，集泰股份針對電池的不同部位，研發(fā)出了導(dǎo)熱系列、粘接系列產(chǎn)品，并整合防火涂料，推出了膠漆一體化的應(yīng)用解決方案，目前在業(yè)內(nèi)尚屬唯一。該方案能夠在熱失控發(fā)生時，抑制熱量蔓延，為逃生留出足夠的時長，減少因火災(zāi)帶來的人員傷亡損失。
二、為行業(yè)上下游提供持續(xù)支持
根據(jù)官方資料，集泰股份是一家以研發(fā)、生產(chǎn)和銷售環(huán)境友好型密封膠和涂料為主的國家高新技術(shù)企業(yè)，致力于為全球客戶提供定制化解決方案。其控股股東安泰化學(xué)創(chuàng)立于1988年，擁有三十多年的發(fā)展歷史。
2017年，集泰股份在深交所上市（證券簡稱“集泰股份”，證券代碼：002909）。公司獲評國家級“綠色工廠”、CNAS國家認(rèn)可實驗室、國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)，是全國密封膠龍頭企業(yè)，各類密封膠年產(chǎn)能為18.84萬噸，涂料年產(chǎn)能為5萬噸，是密封膠年產(chǎn)能最大的生產(chǎn)企業(yè)之一。
目前，集泰股份產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于門窗幕墻、家庭裝修、集裝箱制造、鋼結(jié)構(gòu)制造、裝配式建筑、機(jī)械設(shè)備、石化裝備、汽車制造、船舶游艇裝備、太陽能光伏、新能源汽車、LED驅(qū)動電源、電力及電子電氣、3C等領(lǐng)域。
當(dāng)前，動力電池需要大量膠粘材料，多位業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，2025年市場規(guī)模或達(dá)百億。
根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，今年11月，我國動力和其他電池合計產(chǎn)量為117.8GWh，環(huán)比增長4.2%，同比增長33.3%。1-11月，我國動力和其他電池累計產(chǎn)量為965.3GWh，累計同比增長37.7%。到2024年年底，我國動力和其他電池累計產(chǎn)量將超1TWh。
但需要指出的是，隨著電池技術(shù)的快速迭代更新，對膠粘材料的性能要求進(jìn)一步提升，也給材料企業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
作為國內(nèi)密封膠領(lǐng)域龍頭，自2018年以來，集泰股份就積極布局動力電池用膠領(lǐng)域，并續(xù)提升在電動自行車、新能源汽車、動力電池、儲能等新能源膠市場的份額。
高新來在演講中表示，集泰股份電動自行車用膠應(yīng)用解決方案，可以為電池、顯示屏、車燈、控制器等電動自行車部件進(jìn)行密封，包括進(jìn)行殼體粘接密封、元件結(jié)構(gòu)粘接、導(dǎo)熱放水灌封、三防披覆保護(hù)以及阻燃防火灌封等。
多年來，集泰股份一直專注于涂料和膠兩大領(lǐng)域，不斷創(chuàng)新發(fā)展，推動電芯和電池模組的進(jìn)一步迭代和升級。此外，集泰股份也在積極與電池企業(yè)進(jìn)行配套方面的研究，未來將不斷為行業(yè)上下游企業(yè)提供持續(xù)的支持。
