Posted 2025 5月 by H.B. Fuller.com blog

導熱介面材料（TIMs）能夠散熱，這種熱量是由電動汽車（EV）電池系統中的鋰離子電池單元自然產生的。TIMs在兩種材料之間提供導熱層，例如圓柱形鋰離子電池單元和冷卻板。這些材料不應直接接觸，但需要一種有效傳遞熱量的方式。在熱源和散熱器之間的間隙中使用TIMs可以實現更高效的熱流（圖1）。

圖1：導熱介面材料改善熱流

大多數導熱介面材料（TIMs）除了將熱量從電池單元傳遞到散熱器外，還有其他用途。例如：導熱結構膠黏劑（TCSAs）不僅有助於熱傳遞，還具有電絕緣性能，防止電荷在表面之間傳遞。此外，TCSAs還可以將材料黏合在一起並提供結構支撐。鑒於電動汽車（EV）電池需要結構完整性和強大的黏接力以承受道路上的嚴苛條件，使用TCSAs作為TIMs是一個自然的選擇。

導熱膠黏劑可以黏附於多種基材，包括金屬、熱固性材料和熱塑性材料。它們促進電池單元與冷卻板或電池組內其他冷卻機制之間的熱傳遞。TCSAs可以黏接電池元件中的各種部件，包括：
棱柱形電池單元與其他棱柱形電池單元
軟包電池單元與冷卻板
圓柱形電池單元與電池載體
電池之間的冷卻通道
電池與側壁
冷卻板與後續模組底部
圓柱形電池單元與冷卻板
導熱膠黏劑黏接圓柱形電池單元的示例

圖2：導熱膠黏劑黏接圓柱形電池單元與冷卻板的示例

封裝材料隔離熱源並提供結構支撐
鋰離子電池組起火的情況雖然罕見，但可能發生。當電池短路、過熱或在碰撞中受損時，熱失控可能導致電解液燃燒並引發火災或爆炸。與其他類型的火災不同，鋰離子電池火災無法通過窒息或用水撲滅，並且燃燒時間較長。封裝材料在熱管理中起著重要作用，它們可以在火災蔓延到其他鋰離子電池單元之前將其阻止，並在衝擊時將電池元件固定到位。

H.B. Fuller的專利UL 94 V-0級聚氨酯（PU）泡沫封裝材料是首創。當單個電池單元暴露在明火中時，封裝材料可以防止火災蔓延到其他電池單元。圖3顯示了一組圓柱形鋰離子電池單元在引發中心電池熱失控前後被泡沫封裝材料包裹的情況。拿掉封裝材料后，可以看到中央電池的火災被很好地隔離在周圍電池之外。

圖3：H.B. Fuller的專利泡沫封裝材料防止火災在電池單元之間蔓延

火災也可能在極端衝擊（如：碰撞）中爆發。電池系統的損壞可能威脅到元件的熱穩定性。例如：通常由TIM墊分隔的兩個金屬部件因保護層鬆動而接觸，熱量可能迅速積聚並引發火災。封裝材料的半結構性和抗衝擊性能可以在碰撞中將電池元件固定到位，從而減少因鬆動部件之間的意外接觸而引發熱失控的可能性。

封裝材料還可能在電池組單元化和防止電池腐蝕方面發揮重要作用，通過創建有效的屏障來阻止冷卻液或電池組內部可能存在的濕氣。

封裝材料在組裝過程中被分配到電池單元周圍（圖4）。固化後，其單元化特性還可以幫助維持更均勻的溫度範圍環境，散發電池單元產生的能量並確保一致的內部溫度。封裝材料還可以保護電池元件免受外部環境危害，例如：可能滲透到電池組外層的道路鹽或濕氣。

圖4：泡沫封裝材料用於封裝電池單元，有助於單元化電池組並提供結構支撐

產品亮點：EV Protect™ 5006 H.B. Fuller的EV Protect™ 5006
可以優化電動汽車電池系統的壽命和使用。與替代材料相比，該封裝材料重量輕（1.33磅/加侖，而替代材料為12.51磅/加侖）。電池組重量的減少可以增加電動汽車的續航里程。該封裝材料還具有快速分配、固化和循環時間的特點。由於其液態狀態膨脹五倍，EV Protect™ 5006封裝材料所需的材料比替代品更少，從而降低了運輸和材料處理成本。  
特點：
低密度使其超輕
結構性能允許製造商減少元件
符合UL 94 V-0標準
有助於防止NVH（雜訊、振動和粗糙度）