导热结构胶在动力电池组中的作用：从散热到安全的全维度守护航

新能源汽车是未来汽车发展的重要方向，动力电池组作为新能源汽车的动力来源，其性能的稳定直接影响车辆的驾驶状态，而在其制作过程中，电芯之间的固定离不开导热结构胶这一重要材料。

随着新能源汽车的飞速发展，动力电池组已成为电动汽车的“心脏”，而导热结构胶则是保障这颗心脏高效、安全运转的“生命线”。从宁德时代的CTP技术到比亚迪的刀片电池，导热结构胶的应用贯穿于电池组设计、生产、运行的每一个环节。它不仅承担着散热、固定、抗震等基础功能，更在电池安全、轻量化、智能化等前沿领域发挥着关键作用。

动力电池组工作时，电芯温度每升高10℃，寿命衰减速度翻倍，而局部温差超过5℃即可引发性能雪崩。

动力电池组工作时产生的过多热量，如不及时散热，可能造成电池组起火、爆炸等风险。而导热结构胶作为热传导介质，能高效的转移出电池组内部的热量，保障电池组稳定运行，从而增强电池组的使用寿命和稳定性。

并且电池组由多个电池串并联组成，导热结构胶的高热传导性能，能提升电池组的整体散热效率和传热速度，使用导热结构胶不仅可保证电芯之间的导热粘接，而且还确保了电芯与电芯热量的传递，保障电芯之间的均温性，避免因局部电芯温度过热导致整个电池的异常，帮助大规模机械化生产作业更顺利。

导热结构胶通过以下机制实现精准控温：

• 热量传导：填充电芯与液冷板、电芯之间的空隙，形成高效导热路径。例如，宁德时代采用导热系数1.5W/(m·K)的聚氨酯胶，使模组温升降低5℃，温差控制在2℃以内。

• 均温性优化：通过胶体内部的导热填料（如氧化铝、氮化硼）分布设计，均衡热量分布。实验显示，使用双面导热胶的圆柱电池，局部过热风险降低70%。

• 热失控预防：在电池异常发热初期，高导热胶可快速将热量导出至散热系统，为BMS争取30分钟以上的预警时间。

结构支撑：从“松散组装”到“一体化加固”

传统模组依赖螺栓和支架，而CTP/CTC技术通过导热结构胶实现“以胶代焊”：

• 抗振抗震：胶体柔韧性（断裂伸长率≥50%）可吸收80%以上的机械振动能量。例如，陶氏VORATRON MA 8200S系列胶的存储模量低至5MPa，在10万次振动测试后粘接强度仍保持90%以上。

• 轻量化设计：相比金属连接件，胶粘剂减重可达30%。上汽“魔方”电池通过全胶接方案，实现系统能量密度提升15%。

• 界面应力缓冲：胶体不对称粘结性能缓解不同材料（如铝壳与复合材料）的热膨胀差异，防止界面开裂。
• 装载于汽车上的动力电池PACK ，在行驶过程难免会受到冲击与振动，因此电芯之间的固定粘接，要承受挤压、剥离、弯曲和疲劳等各种力的考验，粘接可靠性不仅取决于粘接强度，在受到冲击振动时，粘接胶层的柔韧性也很重要。而导热结构胶是高强度、耐高温、导热性能强的材料，可以有效保护动力电池组的电芯和电池包。并且凭借导热结构胶可承受高温、降低温度差的特点，能起到保护电芯与电极不发生自燃或熔融，增强电池组稳定性与可靠性的作用。

三、改善电池组的密封性

安全防护：从被动防御到主动阻燃

导热结构胶在电池安全中扮演着“最后防线”角色：

• 电气绝缘：体积电阻率＞1×10¹⁶Ω·cm，有效防止电芯间短路。例如，有机硅胶的耐电压强度达14kV/mm，远超行业标准。

• 防火阻燃：添加氢氧化镁等阻燃剂，胶体可通过UL94 V-0认证。金菱通达XK-CD12L胶更能在1200℃高温下瞬间陶瓷化，形成防火屏障。

• 密封防护：IP67级防水防尘性能，抵御盐雾、湿热等恶劣环境。

为保障电池组的长期稳定性，通常需要保证电池组内部的密封性。导热结构胶可通过构成高强度密封层，阻止电池组内部的气体和水分外侵，起到填充电池组内部的空隙和裂缝的作用，进而保证电池组内部的环境稳定。

四、提升电池组的耐久性

导热结构胶作为汽车动力电池材料的一部分，具备优良的阻燃性、耐热、耐寒性能，在不同温度与气候条件下都能作用，并且可以在多种复杂环境下保持正常性能与寿命周期，同时起到延长电池组使用寿命的作用。

综上所述，导热结构胶起着两大类重要作用，

第一类就是以结构粘接为主，兼顾一定的导热作用；

第二类就是以导热粘接为主，胶粘剂应用的目的是将电芯工作时产生的热量导出到外部的散热部件，实现热管理的部分功能作用，兼顾结构粘接要求，可以起到保护电池组、提高传热效率、改善密封性和提高耐久性的作用;

二、材料技术创新：从基础粘接到功能集成

材料类型

导热系数(W/m·K)

粘接强度(MPa)

耐温范围(℃)

典型应用场景

环氧树脂胶

0.5-5.0

15-20

-40~120

高电压模组灌封

有机硅胶

0.5-3.0

3-5

-50~200

软包电池柔性连接

聚氨酯胶

0.2-1.5

10-15

-40~150

CTP模组固定

陶瓷化胶

1.2-2.0

8-12

-50~1200

防火隔离层

• 高导热填料：氮化硼（BN）填料导热系数达300W/(m·K)，但成本是氧化铝的5-8倍。部分企业采用混杂填料（Al₂O₃+石墨）实现性价比平衡。

• 生物基材料：陶氏VORATRON MA 8200S系列胶含30%生物基成分，碳足迹降低40%。

• 智能化胶体：集成温度敏感变色材料或导电粒子，实现胶层健康状态自监测。

• 圆柱电池底部固定：UV固化胶（3秒固化）用于4680电池焊点保护，抵抗2000次机械冲击。

• 方形电芯侧面粘接：丙烯酸胶（拉伸强度18MPa）实现电芯与模组壳体无缝贴合。

• 电芯间导热填充：灌封硅胶（导热系数2.5W/m·K）用于刀片电池，温差控制在1.5℃以内。

• 液冷板粘接：环氧导热胶（5W/m·K）将热量传导效率提升50%。

• 电池包密封：聚氨酯发泡胶（压缩回复率≥75%）实现1000次拆装循环。

• 防火隔离层：陶瓷化胶在热失控时膨胀形成10mm隔热层，延缓火势蔓延30分钟。

问题

成因分析

解决方案

涂布气泡

基材表面粗糙度＞2μm

真空脱泡（0.8MPa，5分钟）

固化不均匀

温度波动＞±5℃

红外梯度加热（40℃→80℃，30分钟）

界面脱粘

基材表面能＜35mN/m

等离子处理（功率500W，时间30s）

• SPC过程监控：对涂布厚度（±0.1mm）、粘度（5000±500mPa·s）等参数实时统计，Cpk≥1.33。

• 加速老化测试：双85测试（85℃/85%RH）1000小时后，粘接强度衰减率＜10%。

从最初的辅助材料到如今的安全核心组件，导热结构胶的进化史映射着动力电池技术的革新轨迹。随着固态电池、4680大圆柱电池等新形态的涌现，导热结构胶将向更高导热、更强智能、更优环保的方向持续突破。可以预见，这个看似微小的材料，将继续在新能源汽车的星辰大海中，书写“四两拨千斤”的传奇。

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