随着动力电池技术不断迭代,极柱封装工艺已形成双色注塑、铆压结构、旋铆双绝缘及极简模式等多元技术路线。欧瑞达PPS(聚苯硫醚)作为一种高性能特种工程塑料,凭借其在耐热、力学、电性能可控及加工性能方面的均衡表现,正成为极柱封装领域备受信赖的材料选择。

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欧瑞达PPS核心性能优势
欧瑞达PPS粒子
 

1.耐热性能优异

欧瑞达PPS的长期耐热温度可达200-240℃,可承受260℃的短期高温。这一特性使其能够从容应对极柱在长期充放电过程中的持续温升,以及制程中可能经历的高温工序,不会因材料高温变形或热老化衰减而影响使用安全性。

2.与金属结合强度高

欧瑞达经特殊配方和工艺共混的PPS具有端基活性强、弹性模量突出等特点,与铝合金、铜等极柱常用金属材料能够形成高强度的结合界面。这种结合力在长期服役和冷热循环中保持稳定,为极柱提供稳固的轴向支撑,避免松动位移和气密失效。

3.尺寸稳定性好

欧瑞达PPS的热膨胀系数经过改性优化后,与铝合金相似,比铜的热膨胀系数低,同时具备优异的熔接线强度。在电芯经历-40℃至125℃以上剧烈温度交变时,PPS与金属极柱、顶盖之间的收缩差异极小,能够有效防止因热胀冷缩不匹配而产生的微裂纹,保障密封结构的长效可靠。

4.耐电解液腐蚀

极柱注塑件需长期直接接触碳酸酯类电解液。欧瑞达PPS对电解液具有天然的化学耐受性,长期浸泡后增重率和性能衰减极低,在极端工况下表现出优异的耐电解液腐蚀和防开裂能力,保障密封绝缘结构在全生命周期内的完整性。

5.固有阻燃性

PPS分子链是由硫原子与苯环交替连接的空间结构,含碳量高,苯环体积大,位阻效应强,能量结构稳定,使其本身即具备阻燃特性,无需额外添加阻燃剂即可达到UL94 V-0阻燃等级。这一特性为极柱区域提供了本质安全的阻燃保障,即使面临极端热失控工况,材料也不会成为助燃因素。

6.结晶速度快

PPS属于半结晶性聚合物,经欧瑞达改性技术调整后,结晶速度加快。这意味着在注塑成型过程中,熔体充模后能够迅速冷却固化,不仅缩短了成型周期,提升了量产效率,减少了毛边产生,更重要的是能快速建立起材料的力学强度和尺寸稳定性,使脱模后的部件即刻具备使用性能。

7.吸湿率极低

欧瑞达PPS的吸湿率远低于尼龙等常见工程塑料,仅为0.02%。在潮湿环境或长期使用后,其绝缘性能、力学性能和尺寸几乎不受湿度影响,这对于需要长期保持高绝缘电阻的极柱部件尤为关键。

8.流动性优异

欧瑞达PPS在熔融状态下具有出色的流动性,能够顺利填充极柱封装中复杂的薄壁型腔、细微沟槽以及金属嵌件周围的狭小间隙。这一特性使得成型过程更加稳定可控,有助于提升良率。

9.颜色稳定性好

欧瑞达PPS在高温成型和长期使用过程中颜色保持稳定,不褪色、不泛黄,确保部件外观的一致性和可辨识性。

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各封装工艺中欧瑞达PPS的材料特点
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双色注塑

 

 

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双色注塑工艺是将PPS熔体直接注入铝合金顶盖与极柱之间,一次成型绝缘密封结构,主要应用于71173等双色注塑结构。欧瑞达PPS在此工艺中呈现以下材料特点:

① 与铝合金结合强度高,模量高,避免极柱下沉。PPS与铝合金顶盖的结合力强,高弹性模量使其在长期轴向锁紧力和温度变化中,能够维持极柱的轴向位置不发生微米级位移。这种结构稳定性保障了极柱与盖板之间接触电阻的恒定,避免因极柱下沉导致接触不良和电阻剧烈波动。

② 熔接线强度高,避免开裂与变形。在注塑过程中,熔体绕过极柱汇合形成熔接线,熔接线处是产品性能最薄弱的区域,只有提高熔接线强度,才能保证在极端工况产品不开裂。

 

02
铆压结构

 

 

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铆压结构通过物理压力将极柱、绝缘件和顶盖板连接为整体,对材料的导电稳定性和力学韧性有较高要求。欧瑞达PPS在此工艺中呈现以下材料特点:

① 导电介质均匀分布分散,结晶速度快,电阻值稳定。PPS优异的熔体流动性使得导电填充介质在成型过程中能够均匀分散,不会出现局部富集或贫瘠。快速且稳定的结晶过程使固化后的导电网络规整有序,有助于铆压连接后接触电阻长期保持稳定,不随温度和湿度波动而变化。

② 高韧性,高熔接线强度,避免铆压开裂与变形。铆压瞬间会产生较强的机械应力作用于绝缘部件。欧瑞达PPS兼具高韧性与高熔接线强度,能够有效吸收和分散铆压冲击能量,保护绝缘结构在强机械应力下不发生开裂或塑性变形,维持部件完整。

 耐高温,流动性佳,颜色稳定,易成型。PPS优异的耐热性使其能承受铆接过程中产生的摩擦热及后续可能的高温工序,材料颜色和物理性能保持稳定。良好的流动性和成型特性也使其在生产中易于加工,良率高。

 

 

03
旋铆双绝缘

 

 

 

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旋铆双绝缘采用旋转铆压工艺形成双重绝缘保护层,对材料的抗旋压撕裂能力提出考验。欧瑞达PPS在此工艺中呈现以下材料特点:

① 高韧性,高熔接线强度,避免铆压开裂与变形。旋转铆压是一个持续施加剪切和挤压应力的过程。欧瑞达PPS的高韧性赋予其良好的能量吸收能力,高熔接线强度则确保部件各处的力学均一性。两者结合,使双层绝缘结构在旋铆铆压成型中能够有效抵抗开裂和变形。

② 耐高温,流动性佳,颜色稳定,结晶快,易成型。旋铆过程中的摩擦热需要材料具备良好的耐热性,PPS对此适应良好。其快速结晶特性有助于缩短成型周期,优异的流动性和颜色稳定性则使复杂绝缘结构的成型更加便利,产品一致性好。

 

 

04
极简模式

 

 

 

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极简模式追求高度集成化设计,零部件数量大幅减少,绝缘部件与金属极柱紧密配合。制程中的焊接工序会产生高温及应力传导至邻近的PPS绝缘部件。欧瑞达PPS在此工艺中呈现以下材料特点:

① 高韧性,高熔接线强度,避免焊接后开裂。焊接过程产生的热应力与机械应力会传导至PPS绝缘部件。欧瑞达PPS的高韧性使其能够有效吸收这部分应力冲击,高熔接线强度则确保熔接线区域不会在应力下率先开裂,保护绝缘结构完好无损。

② 耐高温,结晶度高,避免焊接后塌陷。当金属极柱进行焊接时,PPS绝缘件邻近焊接区域。PPS的高耐热等级和较高的结晶度,使其在经受焊接传导高温时仍能保持稳固的物理形态,有效抑制材料软化或结构塌陷,确保绝缘结构的尺寸完整。

③ 流动性佳,颜色稳定,成型周期短。极简模式往往意味着更复杂的集成结构和更薄的壁厚。PPS优异的熔体流动性使其能够顺利填充这些复杂型腔,较短的成型周期则有助于提升大规模量产效率,稳定的颜色表现确保了部件外观的一致性。

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实际运用案列

新能源电池零部件生产中,客户原有非我司供应的PPS原料出现下沉、塌陷、平整度不达标等问题,造成产品尺寸偏差、装配不合格,大幅增加返工报废成本,直接耽误正常订单交付。我司技术团队迅速排查溯源,确定是材料异常原因,结合客户生产工况定制专属优化方案,从根源解决材质形变问题,试样检测全部合格,助力客户快速恢复量产。该优化方案已在电池行业成熟落地,适配多款电池盖板配件,量产实测性能稳定,我们也将持续深耕行业,以专业方案助力企业稳产保供。

 

欧瑞达新材料定位于高性能聚合物循环利用、改性、定制、加工、配色,为塑料创新应用和绿色环境创建应运而生!是集工程塑胶原料及制品的研发、生产、销售和服务于一体化的高新技术企业!

 

 

作者 808, ab