續(xù) 電動汽車中復(fù)合材料蓄電池箱的材料選擇（一）
05 沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（SABIC）
沙特阿拉伯的SABIC經(jīng)營石化產(chǎn)品、化學(xué)品、聚合物、肥料和金屬等。該公司的特色產(chǎn)品業(yè)務(wù)部生產(chǎn)多種樹脂、配混料和添加劑 ；其石化產(chǎn)品業(yè)務(wù)部的知名產(chǎn)品有短纖維和長纖維增強(qiáng)聚丙烯、聚碳酸酯、苯乙烯類、熱塑性聚酯或共混物。
SABIC的特色產(chǎn)品業(yè)務(wù)部報告稱，其改性聚苯撐醚（MPPE）用于混合動力汽車的電池箱蓋已有一段時間。為了滿足蓄電池電動汽車的更高要求，該集團(tuán)在其Noryl和LNP特種配混料中開發(fā)了幾種新材料，例如 ：LNP Konduit，具有無鹵阻燃性加上低介電常數(shù)/介電損耗因數(shù)，用于單格電池座框和蓋子，以利射頻信號透過 ；LNP-Faradex配混料，使用金屬纖維，以滿足電磁干擾屏蔽要求 ；以及LNPStat-Kon配混料，用于雷達(dá)吸收。
而據(jù)SABIC的石化產(chǎn)品業(yè)務(wù)部介紹，其材料也用于許多混合動力汽車和蓄電池電動汽車的蓄電池箱。該公司提供了高阻燃的短玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯（PP）材料，該材料于去年年底亮相，用在日本本田汽車公司供給中國市場的混合動力汽車的電池箱蓋上，據(jù)稱這是行業(yè)最大的電池箱蓋之一。將無鹵的PP配混料調(diào)制成在遇到火焰時能形成膨脹結(jié)焦層，這種結(jié)焦行為導(dǎo)致自熄性，使其成為第一個通過中國嚴(yán)格的GB 18384-2020 阻燃規(guī)范的蓋子。與需要隔熱層的金屬箱體相比，注射成型的熱塑性材料蓋子減少了 40%的重量，有助于延長汽車行駛里程。功能的集成簡化了組裝工序并降低了成本。此外，該制品可以在使用期滿時完全回收，并具有較小的CO2足跡。
1.6×1.4m 電池箱蓋的頂側(cè)（上）和底側(cè)（下），用短玻纖增強(qiáng) PP制成（來源：SABIC）
SABIC高 級 業(yè) 務(wù) 經(jīng) 理Dhanendra Nagwanshi解釋說：“隨著在電動汽車蓄電池設(shè)計(jì)上的合作增多，我們看到材料組合正在發(fā)生變化。”“我們認(rèn)為阻燃熱塑性材料可能會在材料組合中占據(jù)更大的份額，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┚薮蟮膬?yōu)勢，包括固有的絕熱和電絕緣性能、膨脹特性、輕重量和零件集成性，這有助于降低成本。此外，它們是可回收、可重復(fù)使用的，并且它們降低了環(huán)境影響——這不僅因?yàn)闇p輕了重量，而且還因?yàn)榻档土藴厥覛怏w排放量約10%~15%。熱塑性材料在電動汽車蓄電池領(lǐng)域的前景光明。
06 索爾維
比利時索爾維公司（Solvay SA）擁有全球制造足跡，生產(chǎn)樹脂和聚合物、結(jié)構(gòu)膠粘劑和表面產(chǎn)品、熱固性和熱塑性復(fù)合材料、碳纖維、復(fù)合材料模具和輔助材料。十多年來，該公司一直為蓄電池箱提供阻燃預(yù)浸料—玻璃纖維或碳纖維與環(huán)氧樹脂制成的預(yù)浸料。
索爾維最近與英國一家汽車設(shè)計(jì)和工程咨詢公司Ricardo Plc合作，進(jìn)行一個虛擬設(shè)計(jì)和模擬項(xiàng)目。在該項(xiàng)目中，對用阻燃復(fù)合材料制造的蓄電池箱蓋和底盤進(jìn)行了基準(zhǔn)試驗(yàn)。兩者的主要結(jié)構(gòu)可采用環(huán)氧樹脂或聚苯硫醚（PPS）為基體，用高單位面積質(zhì)量的玻璃布增強(qiáng)，并用單向碳纖維帶局部增強(qiáng)。該團(tuán)隊(duì)不僅想展示復(fù)合材料的輕量化優(yōu)勢，還意在解決在乘用車中封裝大型蓄電池時的體積效率問題。
索爾維報告說，在進(jìn)行此設(shè)計(jì)項(xiàng)目的同時，它還一直致力于電動汽車電池系統(tǒng)的材料表征研究，該研究被描述為熱固性和熱塑性化學(xué)之間的不可知論。該公司正在評估阻燃的高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）熱固性樹脂（如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺）和熱塑性塑料（聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮酮），采用各種結(jié)構(gòu)的玻璃纖維和/或碳纖維增強(qiáng)，以查看哪些組合最適用于不同車輛類別以及先進(jìn)空中交通（AAM）飛機(jī)上的特定電池組件。這些材料正在經(jīng)受高結(jié)構(gòu)載荷、破碎、側(cè)面沖擊、侵入、模態(tài)剛度、阻燃性、熱失控、熱擴(kuò)散等試驗(yàn)。
07 西湖環(huán)氧
今年早些時候，美國西湖化學(xué)公司收購了美國Hexion 公司的環(huán)氧樹脂業(yè)務(wù)，更名為西湖環(huán)氧公司（Westlake Epoxy）。它是全球領(lǐng)先的特種涂料和復(fù)合材料生產(chǎn)商。其環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂在北美和歐洲的多個商用電動汽車廠商中用來制造復(fù)合材料蓄電池箱蓋、底盤及其他相關(guān)用途，自 2023 年起，該公司將有 5 個以上的大產(chǎn)量項(xiàng)目。
該公司的新型超低甲醛Eponol 06921 酚醛樹脂，配上Epikure 06931 和 06941 催化劑，能夠在多種制造工藝中高速生產(chǎn)阻燃復(fù)合材料。因其防熱性能，這種樹脂正被用來制造電動汽車蓄電池箱體部件。此 外，該 公 司 的Epokote 06710/Epikure 06170環(huán)氧樹脂體系也正通過LCM（復(fù)合材料液體模塑成型）工藝制造大規(guī)格的電動汽車蓄電池底盤。
焰燒試驗(yàn)（來源：Westlake Epoxy）
如上圖顯示，西湖環(huán)氧公司的玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在1200℃下進(jìn)行火焰燃燒試驗(yàn)。試驗(yàn)在8分36秒后停止，沒有把材料燒穿。
該公司的北美汽車業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Stephen Greydanus總結(jié)道：“作為一家樹脂供應(yīng)商，西湖環(huán)氧公司已配制了最新一代酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂體系，它們可用于SMC、LCM、HP-RTM、拉擠成型和其他制造工藝，以覆蓋蓄電池箱中熱固性復(fù)合材料的許多用途。”
來源：玻璃纖維
