韩国电池工厂爆炸致多人死亡,防热失控,有哪些塑料解决方案?

效果塑连 2024-06-28 01:37:14

6月24日,当地时间上午10时31分左右,韩国京畿道华城市一产业园区的锂电池工厂发生火灾。据韩国警方表示,事故死亡人数目前升至23人,根据个人物品等初步判断有17名中国公民遇难。

起火的Aricell工厂位于一栋钢筋混凝土结构的三层建筑内,该仓库内储存着35000个锂电池成品。目击者认为这批锂电池成品中的一个发生了爆炸。

按照美国国家消防协会的解释,物理损坏、产品缺陷或电路损坏都有可能导致锂电池发生“热失控”连锁反应。当电池内部温度升高到一定程度时,电池材料会释放大量热量。电池温度的迅速升高,最终会引起电池起火或爆炸。

所谓"热失控"指的是电池系统发生过热,并由于某些原因无法有效地控制或冷却,最终引发严重的安全隐患。这一风险在电动汽车行业中尤其受重视。

喂料确保电池在使用过程中不发生燃烧、爆炸,甚至无热扩散,避免热失控,防热阻燃材料能做些什么呢?

新能源汽车在主动和被动两方面加强对电池热失控的预防。

主动管理是热泵系统中冷却水回路对三电系统进行冷却/加热,通过系统主动控制进行调节。

被动管理主要起隔热、阻燃、精密控湿等作用,通过材料的选择对热量的传输进行控制,在发生热失控时起到对乘客直接关键的保护作用。

顶尖车企与电池厂纷纷下场布局

热失控防护材料解决方案

不同电芯使用的防火隔热材料不同。由于不同形状电芯的膨胀率、比表面积、热失控难易程度不同,不同汽车公司采用不同防火隔热材料进行隔热处理,随着电池能量密度提升叠加更高安全性的要求,产业链上下游均积极布局相关产品。

宁德时代、中创新航等动力锂电池厂商应用气凝胶毡等材料提升电池包的热防控性能,目前氮化物气凝胶、碳化物气凝胶正处于研发阶段。除电池厂商以外,主机厂也参与到电池PACK设计中,在隔热阻燃材料方面提出新的技术方案,例如上汽荣威ER6应用的葆润哥斯拉“防火罩”产品。材料厂商如泛亚微透,也开始进行隔热垫复合材料技术研究。

车企与电池厂在热失控防护材料方面的布局

技术实力与整体服务能力

对材料供应商而言至关重要

Sabic

工程塑料供应商沙特基础工业公司(Sabic)最近公布的测试结果强调了基于热塑性塑料的热失控屏障解决方案在防止电动汽车(EV)电池火势蔓延方面的潜力。

沙特基础工业公司(Sabic)的子系统级测试系列表明,由该公司的Stamax 30YH570长玻璃纤维聚丙烯(PP)树脂制成的电池模块盒,其细胞间厚度薄至1毫米,具有防止18650圆柱形电池热失控传播的潜力。

据报道,Stamax牌号提供了必要的隔热和阻燃性,以减少热失控情况下细胞间传播的机会,从而降低灾难性安全事故的风险。这种材料与可压缩泡沫相结合,在棱柱形和软包电池中控制热失控传播方面也显示出有希望的结果。

索尔维(现Syensqo)

为了满足电动汽车电池部件的安全需求,索尔维全新推出适用于需要抗热失控和隔热传播的电池应用解决方案Xencor™ XTreme,专为包覆成型母线、模组端板和支撑件等电池组件而设计。

这个解决方案的主要优点包括高刚度、强度和抗冲击性、一流的电绝缘性(相对漏电起痕指数>600伏)及高介电强度,同时该系列采用部分生物基成分和100%可再生电力生产。

Xencor™ XTreme PPA LGF牌号提供耐1000℃直接火焰暴露超过10分钟的性能,在发生热失控时为乘客提供足够的时间离开车辆。

该系列材料在暴露于火焰后可保持优异的电绝缘水平,有助于减轻电池的热失控。具有高玻璃化转变温度(Tg),可确保部件在电池工作条件下保持尺寸稳定性。

宝理塑料

宝理塑料开发了一种有助于隔热与绝缘的材料-DURAFIDE® PPS 6150T73。

该材料即使在1000℃的环境中放置30分钟后,母排护套的状态也可以保持不变。因此这种树脂材料无需无机片材等,也能在发生热失控时有助于隔热和绝缘。

除了特殊的耐热性外,该材料还具有适用于锂离子电池中的模组盖板和母排等的最佳特性。

LG化学

LG化学与LX Hausys共同开发的“特殊阻燃连续纤维热塑性复合材料(特殊阻燃CFT)”,其特点是在高温火焰和高压下,耐热时长比现有复合材料高出14倍以上。

特殊阻燃CFT因其硬度高且受力变形小,可用于电动汽车电池中的大型电池组顶盖和底盖等。当电动汽车起火时,它可有效延缓火势蔓延,为驾驶员疏散和灭火争取必要时间。

LG化学实验结果表明,将厚度为1.6mm的特殊阻燃CFT置于1500℃以上的热压环境下,20分钟后未见熔化或裂口,火焰阻隔性能达到业内领先水平。

该款特殊阻燃CFT应用了LG化学的延迟电池热失控材料技术与LX Hausys的热塑性复合材料(CFT,连续纤维热塑性塑料)制造技术。

此次,LX Hausys采用了将LG化学的材料制作成胶带形态并堆叠的制造工艺,进一步提高了火焰阻隔性能。

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