新能源汽車是未來汽車發展的重要方向，動力電池組作為新能源汽車的動力來源，其性能的穩定直接影響車輛的駕駛狀態，而在其制作過程中，電芯之間的固定離不開導熱結構膠這一重要材料。

隨著新能源汽車的飛速發展，動力電池組已成為電動汽車的“心臟”，而導熱結構膠則是保障這顆心臟高效、安全運轉的“生命線”。從寧德時代的CTP技術到比亞迪的刀片電池，導熱結構膠的應用貫穿于電池組設計、生產、運行的每一個環節。它不僅承擔著散熱、固定、抗震等基礎功能，更在電池安全、輕量化、智能化等前沿領域發揮著關鍵作用。

動力電池組工作時，電芯溫度每升高10℃，壽命衰減速度翻倍，而局部溫差超過5℃即可引發性能雪崩。

動力電池組工作時產生的過多熱量，如不及時散熱，可能造成電池組起火、爆炸等風險。而導熱結構膠作為熱傳導介質，能高效的轉移出電池組內部的熱量，保障電池組穩定運行，從而增強電池組的使用壽命和穩定性。

并且電池組由多個電池串并聯組成，導熱結構膠的高熱傳導性能，能提升電池組的整體散熱效率和傳熱速度，使用導熱結構膠不僅可保證電芯之間的導熱粘接，而且還確保了電芯與電芯熱量的傳遞，保障電芯之間的均溫性，避免因局部電芯溫度過熱導致整個電池的異常，幫助大規模機械化生產作業更順利。

導熱結構膠通過以下機制實現精準控溫：

• 熱量傳導：填充電芯與液冷板、電芯之間的空隙，形成高效導熱路徑。例如，寧德時代采用導熱系數1.5W/(m·K)的聚氨酯膠，使模組溫升降低5℃，溫差控制在2℃以內。

• 均溫性優化：通過膠體內部的導熱填料（如氧化鋁、氮化硼）分布設計，均衡熱量分布。實驗顯示，使用雙面導熱膠的圓柱電池，局部過熱風險降低70%。

• 熱失控預防：在電池異常發熱初期，高導熱膠可快速將熱量導出至散熱系統，為BMS爭取30分鐘以上的預警時間。

結構支撐：從“松散組裝”到“一體化加固”

傳統模組依賴螺栓和支架，而CTP/CTC技術通過導熱結構膠實現“以膠代焊”：

• 抗振抗震：膠體柔韌性（斷裂伸長率≥50%）可吸收80%以上的機械振動能量。例如，陶氏VORATRON MA 8200S系列膠的存儲模量低至5MPa，在10萬次振動測試后粘接強度仍保持90%以上。

• 輕量化設計：相比金屬連接件，膠粘劑減重可達30%。上汽“魔方”電池通過全膠接方案，實現系統能量密度提升15%。

• 界面應力緩沖：膠體不對稱粘結性能緩解不同材料（如鋁殼與復合材料）的熱膨脹差異，防止界面開裂。
• 裝載于汽車上的動力電池PACK ，在行駛過程難免會受到沖擊與振動，因此電芯之間的固定粘接，要承受擠壓、剝離、彎曲和疲勞等各種力的考驗，粘接可靠性不僅取決于粘接強度，在受到沖擊振動時，粘接膠層的柔韌性也很重要。而導熱結構膠是高強度、耐高溫、導熱性能強的材料，可以有效保護動力電池組的電芯和電池包。并且憑借導熱結構膠可承受高溫、降低溫度差的特點，能起到保護電芯與電極不發生自燃或熔融，增強電池組穩定性與可靠性的作用。

三、改善電池組的密封性

安全防護：從被動防御到主動阻燃

導熱結構膠在電池安全中扮演著“最后防線”角色：

• 電氣絕緣：體積電阻率＞1×101?Ω·cm，有效防止電芯間短路。例如，有機硅膠的耐電壓強度達14kV/mm，遠超行業標準。

• 防火阻燃：添加氫氧化鎂等阻燃劑，膠體可通過UL94 V-0認證。金菱通達XK-CD12L膠更能在1200℃高溫下瞬間陶瓷化，形成防火屏障。

• 密封防護：IP67級防水防塵性能，抵御鹽霧、濕熱等惡劣環境。

為保障電池組的長期穩定性，通常需要保證電池組內部的密封性。導熱結構膠可通過構成高強度密封層，阻止電池組內部的氣體和水分外侵，起到填充電池組內部的空隙和裂縫的作用，進而保證電池組內部的環境穩定。

四、提升電池組的耐久性

導熱結構膠作為汽車動力電池材料的一部分，具備優良的阻燃性、耐熱、耐寒性能，在不同溫度與氣候條件下都能作用，并且可以在多種復雜環境下保持正常性能與壽命周期，同時起到延長電池組使用壽命的作用。

綜上所述，導熱結構膠起著兩大類重要作用，

第一類就是以結構粘接為主，兼顧一定的導熱作用；

第二類就是以導熱粘接為主，膠粘劑應用的目的是將電芯工作時產生的熱量導出到外部的散熱部件，實現熱管理的部分功能作用，兼顧結構粘接要求，可以起到保護電池組、提高傳熱效率、改善密封性和提高耐久性的作用;

二、材料技術創新：從基礎粘接到功能集成

材料類型

導熱系數(W/m·K)

粘接強度(MPa)

耐溫范圍(℃)

典型應用場景

環氧樹脂膠

0.5-5.0

15-20

-40~120

高電壓模組灌封

有機硅膠

0.5-3.0

3-5

-50~200

軟包電池柔性連接

聚氨酯膠

0.2-1.5

10-15

-40~150

CTP模組固定

陶瓷化膠

1.2-2.0

8-12

-50~1200

防火隔離層

• 高導熱填料：氮化硼（BN）填料導熱系數達300W/(m·K)，但成本是氧化鋁的5-8倍。部分企業采用混雜填料（Al?O?+石墨）實現性價比平衡。

• 生物基材料：陶氏VORATRON MA 8200S系列膠含30%生物基成分，碳足跡降低40%。

• 智能化膠體：集成溫度敏感變色材料或導電粒子，實現膠層健康狀態自監測。

• 圓柱電池底部固定：UV固化膠（3秒固化）用于4680電池焊點保護，抵抗2000次機械沖擊。

• 方形電芯側面粘接：丙烯酸膠（拉伸強度18MPa）實現電芯與模組殼體無縫貼合。

• 電芯間導熱填充：灌封硅膠（導熱系數2.5W/m·K）用于刀片電池，溫差控制在1.5℃以內。

• 液冷板粘接：環氧導熱膠（5W/m·K）將熱量傳導效率提升50%。

• 電池包密封：聚氨酯發泡膠（壓縮回復率≥75%）實現1000次拆裝循環。

• 防火隔離層：陶瓷化膠在熱失控時膨脹形成10mm隔熱層，延緩火勢蔓延30分鐘。

問題

成因分析

解決方案

涂布氣泡

基材表面粗糙度＞2μm

真空脫泡（0.8MPa，5分鐘）

固化不均勻

溫度波動＞±5℃

紅外梯度加熱（40℃→80℃，30分鐘）

界面脫粘

基材表面能＜35mN/m

等離子處理（功率500W，時間30s）

• SPC過程監控：對涂布厚度（±0.1mm）、粘度（5000±500mPa·s）等參數實時統計，Cpk≥1.33。

• 加速老化測試：雙85測試（85℃/85%RH）1000小時后，粘接強度衰減率＜10%。

從最初的輔助材料到如今的安全核心組件，導熱結構膠的進化史映射著動力電池技術的革新軌跡。隨著固態電池、4680大圓柱電池等新形態的涌現，導熱結構膠將向更高導熱、更強智能、更優環保的方向持續突破。可以預見，這個看似微小的材料，將繼續在新能源汽車的星辰大海中，書寫“四兩撥千斤”的傳奇。

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