阻燃材料在电动汽车电池包中的应用

锂离子电池单元、电池模块和电动汽车电池包必须通过各类测试后，方可验证其符合安全使用和安全运输的要求。UN38.3、GB31467、SAE J2464和UL2580等重要标准对测试要求作了规定。这些标准规定的众多测试均要求电池必须能够承受火花、电弧、短路、小火焰，以及由于振动、冲击或湿气凝结等可能造成的其它电气问题。近日，科思创聚碳酸酯业务部产品技术专家Rudy Gorny就阻燃器材在电动汽车电池包中的应用进行了分析。

Gorny表示，为了降低火灾风险，电动汽车电池包制造商通常采用两种防火策略，其一是使用阻燃材料制作电池部件，其二则是使用阻燃材料填充各个电池单元之间的空间，例如使用阻燃的介电冷却剂。关于更多介电冷却剂的使用及其与聚碳酸酯（PC）和聚碳酸酯合金兼容性的详情，可参见科思创用于电池热管理的聚碳酸酯。

虽然传统上电池部件多采用金属材料，但电动汽车电池包的设计者已经意识到了金属的设计局限性，包括设计自由度、金属的成型成本、短路防控，以及高密度金属材料对电池包重量的增加等方面。不过，热塑性树脂，特别是聚碳酸酯和聚碳酸酯合金，与金属相比具有诸多优势，但不能达到金属的极高阻燃性。

为此，Gorny介绍道，为了模拟不同情况下的各类火情，人们设计出了多种燃烧试验。UL94 V-0测试是对电池部件最权威的可燃性测试之一，用于测定一个塑料部件在暴露于火焰时的自熄能力，以及形成可能引燃周围材料的燃烧熔滴的可能性。该测试还根据材料特性制定了可燃性等级。在该测试中，将燃烧器放在测试样本下10秒，如果在30秒内停止燃烧，则再次施加火焰10秒。达到UL94 V-0等级要求测试样本必须在10秒内停止燃烧，而且没有燃烧熔滴。