1、動力電池熱管理的重要性

新能源汽車蓬勃發展，其安全性受到越來越廣泛的關注。動力電池包是新能源汽車相對傳統燃油車作出的最大改動，也是整車安全性設計的核心。目前，動力電池多數是鋰離子電池，而鋰離子電池在過充電、針刺、碰撞情況下易引起連鎖放熱反應造成熱失控，導致冒煙、失火甚至爆炸等嚴重事故。而且，動力電池的性能，包括能量密度、使用壽命、放電倍率等受溫度影響極大，所以電池熱管理技術是新能源汽車的核心技術之一。在這個過程中，一種新型的導熱阻燃材料應運而生。

2、汽車動力電池熱管理系統的目標

汽車是人們出行的重要工具，作為電動汽車的“心臟”，動力電池熱管理系統是決定車體整體性能的關鍵。從產品應用角度出發，動力電池熱管理系統的目標可以細分為如下7個方面：

（1）保證單體電池處于適宜的工作溫度范圍，能夠在高溫環境中將熱量及時轉移、低溫環境中迅速加熱或者保溫；

（2）減小單體電池內部不同部位之間的溫度差異，保證單體電池的溫度分布均勻；

（3）保持電池組內部的溫度均衡，以避免電池間的不平衡而降低性能；

（4）消除因熱失控引發電池失效甚至爆炸等危險；

（5）滿足電動汽車輕型、緊湊的要求，成本低廉、安裝與維護簡便；

（6）有效通風，保證電池所產生的潛在有害氣體能及時排出，保證使用電池安全性；

（7）溫度等相關參數實現精確靈敏的監控管理，制定合理的異常情況應對策略。

3、導熱材料在動力電池包中的關鍵作用

為了更有效地控制電池溫度，越來越多的廠家開始拋棄成本更低但效果較差的風冷設計，新面世的旗艦級純電動車幾乎全部使用了液冷設計。使用液冷設計的電池包，當電池溫度較高時，電池發出的熱量將由冷板中的液體迅速轉移到電池包外部，實現快速降溫。液體的體積比熱容遠大于氣體，在相同流量下，其轉移熱量的效率遠超氣體，故而液體冷卻的能力大幅強于空氣冷卻。可以說，當使用液體冷卻方式時，熱量通過流體的轉移將不再是熱管理系統的瓶頸所在。

受限于機械加工精度，剛性接觸面間會存有極細微的凹凸不平的空隙。圖4左圖示意了剛性接觸面間熱量傳遞的路徑。眾所周知，空氣導熱系數極低（25℃時，空氣導熱系數僅為0.026W/m.K），接觸面間的空隙會使得熱量的傳遞變得困難。在界面間填充高導熱柔性材料（導熱系數一般在1.0W/m.K~6.0W/m.K之間）是降低接觸熱阻的有效方法。特殊場景中，導熱界面材料它還需要同時具備絕緣、吸波功能。為了保證熱量傳遞的通暢性，在電池包中，電池和冷板之間同樣需要貼附導熱界面材料。然而，汽車動力電池包中的導熱界面材料，由于運用場景和面臨的問題與常規電子產品差異很大，其要求有很強的特殊性。