中化國際正加快對位芳綸材料在新能源汽車鋰電PACK下箱體復(fù)合材料市場的開拓,助力新能源汽車安全、輕量化雙重升級。
“碳中和”時代,新能源汽車爆發(fā)式增長。截至2023年9月底,我國新能源汽車保有量已達1821萬輛。雖然各類新能源車型層出不窮,但安全性能始終是用戶首要考慮的問題,尤其是鋰電池包(鋰電PACK)的安全更是重中之重。資料顯示,在已明確的新能源汽車起火、燃爆等安全事故原因中,半數(shù)以上源于鋰電PACK。
鋰電PACK是新能源汽車的“心臟”和動力來源,是由多個電池單體組成的電池包。同時為了保護電池單體免受外界損害,鋰電PACK還包括電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、連接器、控制器、殼體等關(guān)鍵部件。
其中,鋰電PACK的殼體主要負責(zé)承載和保護電池單體和模組,需滿足強度、剛度、碰撞安全等機械要求。目前,行業(yè)主流殼體材料為鋼材、鋁合金,不僅重量大,安全性能也有提升空間。在車輛受到地面或外部沖擊、高速碰撞時,PACK內(nèi)部電解液可能因外殼損傷發(fā)生漏液,導(dǎo)致鋰電PACK整體絕緣失效,電池模組短路爆燃。
針對這一現(xiàn)狀,中化國際正在推動對位芳綸材料的鋰電PACK殼體應(yīng)用,以提升鋰電PACK的整體安全防護水平。
芳綸纖維是世界三大高性能纖維之一,外觀與普通紡絲并無差別,但強度是鋼絲的5~6倍,模量是鋼絲的2-3倍,韌性是鋼絲的2倍。采用芳綸纖維的復(fù)合材料作為鋰電PACK殼體材料,可有效提高殼體結(jié)構(gòu)強度,避免在擠壓或沖擊時造成殼體損壞,防止熱失控,提高鋰電PACK安全性。
中化國際的研究測試表明,采用以芳綸為主體、多種纖維制成的復(fù)合材料,抗沖擊性能較傳統(tǒng)殼體材料可提高近80%。
同時,芳綸纖維卓越的耐高溫性能和防火阻燃性能還能在內(nèi)部單體電池起火時,防止火勢蔓延,進一步降低電池PACK整體燃燒甚至爆炸的可能性。
除了耐沖擊、耐高溫、阻燃,芳綸纖維還有“體重輕”的優(yōu)點。它的重量僅為鋼絲的1/5左右,而輕量化正是新能源汽車發(fā)展的另一迫切需求。研究數(shù)據(jù)表明,新能源汽車重量降低10%,續(xù)航里程可增加約6%。
鋰電PACK重量占整車比達1/3,是新能源汽車減重的關(guān)鍵所在。而在鋰電PACK中,殼體重量約占20%-30%。若采用芳綸纖維作為鋰電PACK殼體材料,可在保證鋰電PACK安全性能的前提下,幫助新能源汽車“減重瘦身”,有效提升續(xù)航能力,減少“里程焦慮”。
目前,中化國際正與下游企業(yè)合作,積極開拓鋰電PACK下箱體復(fù)合材料市場,并已通過國內(nèi)頭部企業(yè)測試,正在推進中試,力爭盡快投入實際應(yīng)用。
中高端新能源車型或?qū)⑾刃胁捎梅季]復(fù)合材料解決方案。據(jù)中化國際測算,若基于2022年全球400萬輛中高端新能源汽車保有量的規(guī)模,未來在該應(yīng)用領(lǐng)域可形成4000-8000噸/年芳綸需求,中國作為新能源汽車大國,芳綸需求可達2500-5000噸/年。