从产业链角度,可以分为上中下游。上游是原材料及电池结构件,中游主要是电池总装及系统集成,下游是储能装机应用场景。而今天我们要介绍的VHB™的应用,就是在产业链中游的系统集成。
在系统集成的工艺里,需要将电芯组装成模组。电芯组装成模组的过程,可以通过胶粘方案实现,也可能通过机械紧固方案实现。
(以上电芯为打样示意图,实际电芯有蓝色PET膜包覆)
(以上电芯为打样示意图,实际电芯有蓝色PET膜包覆)
最后组装的成品将类似如下侧面图所示。通常采用13个电芯为一排,每个模组可能包含1-4排电芯不等。本文案例看到的,是每个模组包含2排电芯的组装模式。
这种组装模式,需要将电池可靠地固定安装。不同的集成商对于电芯的组装通常有不同的工艺。
电芯之间不考虑隔热或者导热,只需要结构牢固可靠即可满足要求。
电芯之间要求导热,最终热量通过底部传导至水冷板进行热量疏导,这种方案通常考虑使用导热胶。
电芯之间要求隔热,防止电芯过热后的热传导,这种方案通常在电芯大面之间采用气凝胶或者云母等材料作为隔热材料。
以上3种工艺中,第1种和第3种都是VHB™的潜在应用机会。
从产业和应用发展需求来看,第三种方案可能会是系统集成商越来越倾向于采纳的方案。这种方案采用VHB™搭配气凝胶使用,用于电芯大面之间的粘接和隔热。
同时,如果存在多排的电芯,也同样采用VHB™用于侧面的粘接。
除了电芯间粘接,通常还需要将模组与外壳进行粘接。粗略估算一个2×13的电芯模组一共可以使用0.4平方米的VHB™胶带。基于一个电芯大致一度电的存储量,一个新项目为百兆瓦时级的储电量,有兴趣的读者可以大致估算一下单个项目甚至单个客户的潜在体量。
3M可以提供的VHB™方案包括4941/RP+/GPL/56N系列。厚度从0.4到2.3mm不等,丰富的厚度选择为客户考虑热膨胀压缩比提供了更多的选项。
4941系列作为VHB™家族最经典的产品,广泛适应各类粘接应用,提供最为可靠的粘接。
RP+系列作为新推出的VHB™产品线,具备优异的耐高温特性。
GPL系列,适合于低温粘接或者需要较强初粘性的粘接应用。
56N系列,则是VHB™产品的性价比之选,在满足客户需求的同时,提供具有竞争力的成本。
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采用VHB™的这种方案,可以高度契合储能电池组装和使用过程中的工艺要求,其优点包括:
胶粘方案需要提供一定的粘接强度,同时需要提供一定硬度防止蠕变——确保工艺自动化过程中模组的稳定性可靠性,不会产生脱落/下坠变形的风险。
VHB™的粘弹体特性,提供电芯热膨胀之后的弹性空间。
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