中化国际:芳纶复合材料用于锂电PACK,抗冲击性可提高约80%
发布时间:2023-10-30 11:31:41

  10月30日,电池中国从中化国际获悉,公司正加快对位芳纶材料在新能源汽车锂电PACK下箱体复合材料市场的开拓,助力新能源汽车安全、轻量化双重升级。

  “碳中和”时代,新能源汽车爆发式增长。截至2023年9月底,我国新能源汽车保有量已达1821万辆。虽然各类新能源车型层出不穷,但安全性能始终是用户首要考虑的问题,尤其是锂电池包(锂电PACK)的安全更是重中之重。资料显示,在已明确的新能源汽车起火、燃爆等安全事故原因中,半数以上源于锂电PACK。

  锂电PACK是新能源汽车的“心脏”和动力来源,是由多个电池单体组成的电池包。同时为了保护电池单体免受外界损害,锂电PACK还包括电池管理系统、热管理系统、连接器、控制器、壳体等关键部件。

  其中,锂电PACK的壳体主要负责承载和保护电池单体和模组,需满足强度、刚度、碰撞安全等机械要求。目前,行业主流壳体材料为钢材、铝合金,不仅重量大,安全性能也有提升空间。在车辆受到地面或外部冲击、高速碰撞时,PACK内部电解液可能因外壳损伤发生漏液,导致锂电PACK整体绝缘失效,电池模组短路爆燃。

  针对这一现状,中化国际正在推动对位芳纶材料的锂电PACK壳体应用,以提升锂电PACK的整体安全防护水平。

  芳纶纤维是世界三大高性能纤维之一,外观与普通纺丝并无差别,但强度是钢丝的5~6倍,模量是钢丝的2-3倍,韧性是钢丝的2倍。采用芳纶纤维的复合材料作为锂电PACK壳体材料,可有效提高壳体结构强度,避免在挤压或冲击时造成壳体损坏,防止热失控,提高锂电PACK安全性。

  中化国际的研究测试表明,采用以芳纶为主体、多种纤维制成的复合材料,抗冲击性能较传统壳体材料可提高近80%。

  同时,芳纶纤维卓越的耐高温性能和防火阻燃性能还能在内部单体电池起火时,防止火势蔓延,进一步降低电池PACK整体燃烧甚至爆炸的可能性。

  除了耐冲击、耐高温、阻燃,芳纶纤维还有“体重轻”的优点。它的重量仅为钢丝的1/5左右,而轻量化正是新能源汽车发展的另一迫切需求。研究数据表明,新能源汽车重量降低10%,续航里程可增加约6%。

  锂电PACK重量占整车比达1/3,是新能源汽车减重的关键所在。而在锂电PACK中,壳体重量约占20%-30%。若采用芳纶纤维作为锂电PACK壳体材料,可在保证锂电PACK安全性能的前提下,帮助新能源汽车“减重瘦身”,有效提升续航能力,减少“里程焦虑”。

  目前,中化国际正与下游企业合作,积极开拓锂电PACK下箱体复合材料市场,并已通过国内头部企业测试,正在推进中试,力争尽快投入实际应用。

  中高端新能源车型或将先行采用芳纶复合材料解决方案。据中化国际测算,若基于2022年全球400万辆中高端新能源汽车保有量的规模,未来在该应用领域可形成4000-8000吨/年芳纶需求,中国作为新能源汽车大国,芳纶需求可达2500-5000吨/年。

稿件来源: 电池中国网
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