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動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)膠工藝性能具體要求
1. 可操作時(shí)間要
一般來說可操作時(shí)間是指膠粘劑施膠后保持粘性,不影響粘接效果的時(shí)間。對(duì)于雙組分結(jié)構(gòu)膠,A/B 組分混合后就開始反應(yīng),一定時(shí)間后混合后的膠粘劑會(huì)失去粘性,粘接就會(huì)出現(xiàn)浸潤不好等潛在失效可能,這一段時(shí)間可以認(rèn)為是可操作時(shí)間。
由于動(dòng)力電池PACK 部件以及電芯尺寸都比較大,需要涂膠裝配零部件較多,在膠粘劑涂敷后到部件合攏粘接裝配的時(shí)間是裝配工藝節(jié)拍和設(shè)備能力等決定的,那么結(jié)構(gòu)膠的可操作時(shí)間就要考慮從A/B 組分混合后(如果是雙組分的)到粘接部件的合攏裝配、工裝夾具定位的時(shí)間間隔,并留出足夠的安全系數(shù)。裝配工藝節(jié)拍的不同、自動(dòng)化程度不同,以及后續(xù)固化方式的不同等,對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)膠的可操作時(shí)間也會(huì)不同。
如果是快節(jié)拍裝配,常溫后固化,則可操作時(shí)間要求比較短,可能會(huì)要求≥ 5 min,甚至更短;如果是裝配節(jié)拍相對(duì)慢一些且裝配線考慮涂膠裝配后的加溫固化,則可操作時(shí)間可以要求更長,甚至要求≥ 40 min。
2. 初固時(shí)間(固化速度或達(dá)到定位強(qiáng)度時(shí)間)
要求膠粘劑的固化特性是隨著時(shí)間推移(或加溫等其他措施),其強(qiáng)度逐漸是上升的。結(jié)合動(dòng)力電池PACK 粘接組裝工藝及后續(xù)工藝,粘接后的電池電芯具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后更方便后續(xù)裝配工藝的實(shí)施,因此結(jié)構(gòu)膠的初固時(shí)間(固化速度或達(dá)到定位強(qiáng)度時(shí)間)也是非常重要的工藝性能指標(biāo)。
根據(jù)PACK 裝配工藝、工裝及設(shè)備設(shè)計(jì)不同,粘接后的固化工藝有常溫固化和加溫固化兩種方式。
為保證組裝效率,常溫固化的結(jié)構(gòu)膠一般要求盡可能短時(shí)間內(nèi)達(dá)到能夠搬運(yùn)等定位強(qiáng)度(約0.5 MPa),這一要求與充分的可操作時(shí)間有一定矛盾。因此,達(dá)到定位強(qiáng)度的初固時(shí)間一般在30 ~ 60 min。加溫固化的結(jié)構(gòu)膠可以兼顧長可操作時(shí)間與快速定位初固的要求,初固時(shí)間在70 ~ 80 ℃條件下15 ~ 20 min,達(dá)到0.5 MPa的定位強(qiáng)度。后固化可在80 ℃、4 h 時(shí)達(dá)到8 MPa 以上的強(qiáng)度或基本完全固化。加溫固化的裝配線需要配置加溫設(shè)備。
3. 觸變性及粘度要求
動(dòng)力電池PACK 電芯粘接組裝過程中,電芯被拿取、定位和涂膠等工藝動(dòng)作,以及涂膠完成后的組裝粘接工藝動(dòng)作,很有可能需要翻轉(zhuǎn),涂膠位置也有可能是垂直立面。這要求涂敷在電芯或PACK 殼體(或保護(hù)層)上的結(jié)構(gòu)膠不能流淌,涂敷的膠粘劑膠線需要保持涂敷的形狀,以保證組裝粘接的過程可靠穩(wěn)定。因此,良好的觸變性是結(jié)構(gòu)膠必須的工藝性能,以保證涂敷的膠粘劑形狀穩(wěn)定,立面不流淌。
同時(shí),由于動(dòng)力電池PACK尺寸都比較大,組裝過程中的涂膠機(jī)器手操作半徑范圍也大,有的可達(dá)2 m 以上,再加上涂膠工序場(chǎng)地、電芯上裝工位以及結(jié)構(gòu)膠膠桶定位工位的實(shí)際距離考慮,結(jié)構(gòu)膠的輸膠管路長度都比較長,可能達(dá)到5 ~ 10 m,因此結(jié)構(gòu)膠的粘度不宜太高,以便于順暢打膠,A/B 組分混合后的粘度不宜超過60 000 cps。
否則就需要非常高的輸送壓力,也可能造成出膠速率低,影響涂膠效率、整體裝配效率。另外,A/B 組分的結(jié)構(gòu)膠,兩組分的粘度也不宜相差太大,以保證穩(wěn)定的混合效果。
4. 混合比例要求
一般動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)膠是雙組分的,混合均勻后的膠粘劑才能夠發(fā)揮其性能,對(duì)于A/B 組分的混合比例, 雖然不是強(qiáng)制性要求,但是考慮到混合的穩(wěn)定性,實(shí)際工程應(yīng)用中還是A/B 組分的比例差別不大的情況下,更能夠保證混合均勻及穩(wěn)定。A/B 組分1:1 或2:1 或4:1 的混合比例,有利于涂膠機(jī)比較穩(wěn)定、精確地混合,也有利于粘接質(zhì)量的穩(wěn)定保證。
綜上所述,動(dòng)力電池CTP結(jié)構(gòu)的粘接用結(jié)構(gòu)膠,從應(yīng)用角度來看,基本性能要求具有良好的材質(zhì)適應(yīng)性、高強(qiáng)度低模量、良好的耐候性以及阻燃絕緣環(huán)保等基礎(chǔ)性能。配合動(dòng)力電池的組裝工藝過程,在操作時(shí)間、初固定位時(shí)間、觸變性和混合比例方面有一些工程性的工藝性能要求。
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