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鄒小姐：13326633089 -
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當前，由于科技和產業變革，新能源汽車已經成為汽車產業轉型升級的中堅力量，新能源汽車行業也迎來了前所未有的發展機遇。相對于傳統燃油汽車，新能源電動汽車最大的區別在于以電池、電機和能源轉換系統取代過去燃油發動機、變速箱等傳統驅動裝置。它具有零排放、動能轉化效率高（石油和電力）、低噪音等優勢。
但隨之而來的，對于電池、充電機和驅動電機正常運行時產生大量熱量的熱管理就提出了高要求。
新能源電動汽車在高速行駛時，充電機和驅動電機系統的電子元器件會產生較大的熱量，如果不進行溫度控制，將極大影響零件的可靠性和穩定性。同時，對于電池系統而言，運行期間發生化學反應，伴隨著大量的熱量釋放，同時電池包又處于一個相對封閉的環境，不利于散熱，而電池內部組成大多為易燃化學物質，這就導致熱量過高或者電池遭遇擠壓震動等會有發生起火爆炸的隱患。
對于電池系統的熱管理，通常采用導熱灌封膠來實現密封、導熱、減震等功能，使用導熱灌封膠方案，必須能滿足以下幾點要求：
（1）比重低，當今電動汽車發展趨勢是輕量化，較低的比重能提高電動汽車的續航里程和使用效率；
（2）防爆阻燃，也就是說單顆電池爆炸后不能引起整個電池組的爆炸燃燒，助力提高整車的安全性能；
（3）導熱系數高，散熱性能優越，電池散發的熱量能最快的傳導出去，減小安全隱患和提高電池使用壽命；
（4）防水抗震、減少顛簸帶來的應力對電池的傷害，提高整車的實用性和安全性。
灌封膠用于動力電池Pack封裝
用于電動車的導熱灌封膠的幾種類型
用于電動車里給電子元器件和動力電池模組的灌封膠材料可分為：
（1）環氧樹脂灌封膠：單組份環氧樹脂灌封膠、雙組份環氧樹脂灌封膠；
（2）硅橡膠灌封膠（有機硅灌封膠）：室溫硫化硅橡膠、雙組份加成形硅橡膠灌封膠、雙組份縮合型硅橡膠灌封膠；
（3）聚氨酯灌封膠：雙組份聚氨酯灌封膠；
三種灌封膠性能對比
其中有機硅灌封膠已逐漸成為當前電動車導熱灌封膠的最佳選擇，其具有優良的耐高、低溫性能，物理化學性質穩定，可在-60~200℃環境里保持長期穩定工作；質地較軟，具有較好的減震效果，同時也便于維修；具有較好的絕緣性能，對電子器件具有保護作用。
用于電池組灌封的有機硅灌封膠具有極佳的阻燃性、適度的導熱率以及較低的密度，不僅能夠為電池組提供防水、減震等保護，也有利于溫場平衡，防止局部過熱，甚至在局部爆燃時可以提供隔離保護，防止事故擴大，因此使用有機硅灌封膠對電池單體進行封裝已經成為提高鋰電池組安全性的重要途徑之一。
有機硅灌封膠
氣相二氧化硅在有機硅灌封膠中的應用
市場上用于電動車的有機硅灌封膠通常為加成型液體硅橡膠，其基礎材料是含有乙烯基的線型聚硅氧烷，加入硫化交聯劑進行催化加成反應，產生鏈增長和鏈交聯而形成具有網狀結構的彈性體。
加成型液體硅橡膠通常由基礎聚合物、交聯劑、抑制劑、催化劑、填料及其他添加劑組成，其填料類型眾多，而氣相二氧化硅則是當前在硅橡膠中應用最常用、最有效、最重要的填料。
一、氣相二氧化硅的性質
氣相二氧化硅（俗稱氣相法白炭黑）是通過鹵硅烷在氫氧焰中高溫水解縮合而成，在外觀上表現為“煙霧”狀的蓬松的白色超細粉末，由于其獨特的制備工藝，使其具有特殊三位枝狀結構，產品孔隙率高，同時具有一些獨特的性能。
其產品相比于其他類型的二氧化硅，粒徑小（原生粒徑7-40nm）、比表面積大（100-400m2/g）、表面活性高（表面含有高活性Si-OH基團）、分散性好、表面吸附力強，具有優良的補強、耐高、低溫、增稠觸變、防沉降、絕緣、穩定等特性。
氣相二氧化硅
二、氣相二氧化硅作為填料的作用
①補強劑
氣相二氧化硅是硅橡膠理想的補強劑，其作用機理是：氣相二氧化硅表面的硅羥基(Si-OH)可以和硅橡膠大分子形成物理或化學結合，在二氧化硅表面形成了硅橡膠分子吸附層，構成二氧化硅粒子與硅橡膠分子聯成一體的三維網絡結構，有效限制了硅橡膠分子鏈的形變，從而達到補強作用。
補強后的硅橡膠中存在下列幾種交聯：聚合物之間的共價交聯、填料與聚合物之間的交聯、氫鍵交聯以及填料與聚合物分子間范德華力的交聯、填料與聚合物分子鏈的纏結交聯、填料被聚合物分子潤濕引起的交聯、填料之間的交聯。
因此添加氣相二氧化硅后，硅橡膠的拉伸強度和撕裂強度都大大提升。
②阻燃劑
氣相二氧化硅熔點可達到1650(±75)℃，對許多聚合物材料都能提高其耐熱性，因此其在加工性能、阻燃性能上有著良好的綜合表現。
并且由于氣相SiO2表面具有硅羥基結構，可將氣相SiO2與具有阻燃性能的含磷、氮等元素及基團的阻燃有機物反應制備新型的無鹵、無毒、低煙阻燃劑；氣相SiO2表面的硅羥基與具有阻燃元素有機鹵硅烷反應，可制備新型的疏水阻燃劑。
氣相二氧化硅的表面基團
③縮短固化時間
有機硅灌封膠通常需要的固化時間較長，要加快固化反應，需要在較高溫度（60℃至100℃以上）或增大固化劑的使用量，這不但增加成本，而且還難于滿足元器件和電池模組的封裝條件。氣相二氧化硅比表面積大、表面活性高，將經表面活性處理后的氣相二氧化硅充分分散在有機硅基質中，可在室溫條件下大幅度地縮短封裝材料固化時間。
④其他作用
氣相二氧化硅在硅橡膠中分散后，不同顆粒間通過其表面的硅羥基產生氫鍵作用，形成一個二氧化硅聚集體網絡，使體系的流動性受到限制，粘度增加，起到增稠的作用，能有效阻止導熱填料在有機硅灌封膠中的快速沉降，提高灌封膠體系的穩定性，同時具有消泡的作用。
在受到剪切力的作用下二氧化硅網絡受到破壞，導致體系粘度下降，發生觸變效應，利于減震，同時便于加工，而一旦剪切力消除，這種網絡結構可重新形成，有效防止了膠料在固化過程中的流掛。
⑤降低添加劑含量
氣相二氧化硅的添加可提升有機硅灌封膠的各種性能，無需額外添加補強劑、增稠劑、消泡劑、固化劑等添加劑，并且有助于提高導熱填料在硅橡膠中的分散性和穩定性，因此可大大提升有機硅灌封膠的工藝生產效率和產量。
總結
氣相二氧化硅作為功能性填料在有機硅灌封膠的應用中發揮著巨大的作用，是保證其在新能源汽車擁有出色導熱性能和大量應用的關鍵，不僅大幅提升電動車的安全性，同時也更有益于輕量化的實現。
據統計，一輛家庭乘用車的新能源汽車中電池模塊的重量約150~400kg，有機硅導熱灌封膠的使用量大約在20~50kg，在同等體積填充下，將膠的比重降低，增強灌封膠的性能，則可在發揮作用的同時，一定程度上減少電動車的重量，對于新能源汽車的發展有著良好的推動作用。
參考來源：
網絡上各類氣相二氧化硅的應用相關文章和資料。
粉體圈 小吉
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