用於電池組的黏著解決方案中，若採用具導熱性的黏著劑，可為熱管理系統提供安全散熱的能力，將高負載下電池主要部件產生的多餘熱量有效導出。由於電動車（EV）電池儲存並輸出大量能量，因此運作時容易產生熱量，這會導致電池內部的液態電解質開始蒸發，進而損害電池內部結構，並使內部的鉛板腐蝕，縮短電池壽命。
因此，對於電動車電池的製造商與設計師而言，選擇合適的導熱黏著劑成為一大挑戰。這類黏著劑特別適合用來在各部件間提供穩固的機械連接，同時降低熱阻，對於高效能電池的應用至關重要。
用於電池組的頂級導熱黏著劑
| 產品名稱 | 公司 | 黏著劑類型 | 導熱 | 溫度範圍 | 固化時間 | 主要特點 | 應用 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TC 2035 | DOWSIL | 矽基 | 3.3 W/mK | -45°C to 200°C | 150°C 下 10 分鐘或 125°C 下 30 分鐘 | 高導熱性，降低熱阻率，高溫穩定性 | 電池組、電路板和元件 |
| TC-2030 | Dow Corning | 矽基 | 2.7 W/mK | -45 to 200°C | 室溫固化24小時內，100°C下1-2小時 | 高導熱性，保持結構完整性，高可靠性 | 電動汽車電池組、電子外殼 |
| EA 9497 | Henkel Loctite | 環氧樹脂基 | 1.4 W/mK | Upto 200°C | 24小時內室溫固化 | 耐高溫，抗壓強度高，在熱應力下附著力強 | 電子元件和電池組 |
| SE 4486 | Dow Corning | 矽基 | 1.59 W/mK | -45 to 200ºC | 室溫固化在 4-7 小時內滿負荷 | 介電強度好，無腐蝕性 | 消費電子產品中的鍵合 |
| 8329TCM | MG Chemicals | 環氧樹脂基 | 1.4 W/mK | -40°C to 150°C | 室溫 24 小時或 65 °C 1 小時 | 電絕緣性強 機械強度高 耐濕性強 | 連接散熱器 |
| PyroDuct 597-A | Aremco | 陶瓷基 | 9.1 W/mK | Upto 927°C | 室溫固化1-2小時內 | 耐高溫、導電性、耐腐蝕性 | 高溫環境下的電池組、工業電子 |
| THERM-A-GAP Gel 30 | Parker Chomerics | 矽基 | 3.5 W/mK | Upto 200°C | 不需要固化 | 易於分配 低熱阻 高散裝導熱係數 | 電池組間隙，不規則表面的熱介面 |
| TCOR | Electrolube | 矽基 | 1.8 W/mK | -50 to 230°C | 20°C 下 24 小時 | 高粘合強度 寬溫度範圍 高導熱性 | 電動汽車電池、電子模組、需要 RTV 靈活性的應用 |
| PRIMA-SOLDER (EG8050) | AI Technology | 銀填充環氧樹脂 | 7.9 W/mK | 80 to 100 °C | 25°C 下 120 小時或 125°C 下 2 小時 | 高熔點、優異的潤濕性能、無腐蝕性 | 電路板、電池元件 |
| UR5097 | Electrolube | 聚氨酯基 | 0.65 W/mK | -40°C to 110°C | 24小時內室溫固化 | 高導熱性、阻燃性、耐濕性和耐化學性 | 電動汽車電池模組、電路。 |
導熱黏著劑的類型
瞭解不同類型的導熱黏著劑，有助於為電池組應用選擇最合適的產品。以下是三大主要類型的簡要介紹：環氧樹脂型、矽膠型與聚氨酯型。
環氧樹脂型黏著劑：
環氧樹脂黏著劑因具備良好的機械強度，以及能與金屬與陶瓷等材料的多孔結構良好結合，而廣泛應用於電池組領域。因此，環氧樹脂黏著劑特別適用於需黏接金屬、陶瓷及複合材料的電池系統。
圖 1：各種類型的環氧樹脂黏著劑（右：Loctite® AA H4500，左：PRIMA-SOLDER™）
環氧樹脂黏著劑的特點：
-
導熱性： 環氧樹脂黏著劑具備良好的熱傳導性能，有助於有效散熱。
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耐化學性： 可抵抗化學物質、濕氣及嚴苛環境，適用於惡劣條件下的使用。
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黏接強度高： 能形成堅固的黏著，對於需要良好機械結構完整性的應用尤為重要。
憑藉上述優點，環氧樹脂黏著劑非常適合多種用途。然而，相較於其他兩種黏著劑，環氧樹脂可能較為脆性，因此在需要柔韌性的應用中使用會受限。
矽膠型黏著劑：
矽膠基黏著劑因其優異的柔韌性和出色的熱穩定性，特別適用於高溫環境中。當振動抗性和溫度變化是主要考量時，矽膠黏著劑是理想的選擇。
矽膠型黏著劑的特點：
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柔韌性： 矽膠黏著劑在寬廣的溫度範圍內保持彈性，適合元件因熱脹冷縮而產生動態變化的應用。
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耐高溫： 矽膠可承受高達 200°C 的溫度，非常適合用於電動車電池等高溫環境。
-
優良電氣絕緣性： 除了導熱性能外，矽膠黏著劑還提供出色的電氣絕緣效果。
儘管矽膠黏著劑的黏接強度可能不及環氧樹脂，但其在極端條件下的耐用性，使其成為電池組應用的優選材料。
聚氨酯型黏著劑：
聚氨酯黏著劑在電池組應用中較少見，但在需要柔韌性和抗衝擊性的場合被視為合適選擇。它們能夠因聚合物特性而具有伸展性，能填補微小縫隙且不會造成界面失效。
聚氨酯型黏著劑的特點：
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彈性佳： 聚氨酯膠保持柔韌，能抵抗振動和衝擊，適合經常承受機械應力的結構。
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較低固化溫度： 此類黏著劑在較低溫度下即可硬化，適用於含有熱敏感零件的組裝。
-
黏著力強： 能良好附著於塑料和金屬等多種材料，適合多樣化的電池組設計。
然而，聚氨酯膠的導熱係數通常低於環氧樹脂和矽膠，限制了其在高熱傳導需求系統中的應用。
結論
導熱黏著劑在高效能電池組及其他先進電池系統的設計與製造中扮演關鍵角色。隨著能源儲存需求的提升，有效管理熱能已成為延長電池壽命、維持效率以及確保系統安全的重要環節。
圖 2：導熱黏著劑對設計高效能電池組系統至關重要
選擇合適黏著劑的考量因素
選擇適合的黏著劑需綜合考量多項因素，包括導熱性、機械強度、柔韌性以及對環境條件的耐受性。環氧樹脂、矽膠及聚氨酯黏著劑各有優勢，最佳選擇則依賴於電池系統的具體需求。隨著黏著劑技術持續進步，製造商將擁有更多選項以提升熱管理效能。
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常見問題解答
Q1：電動車電池常用哪些黏著劑？
導熱黏著劑如環氧樹脂、矽膠和聚氨酯被廣泛應用於電動車電池中，因為它們不僅提供強力黏合，還能有效散熱。
Q2：哪種導熱黏著劑最好？
最佳導熱黏著劑視應用需求而定。若需高強度黏合，環氧樹脂類如漢高樂泰（Henkel Loctite）EA 9497 是常見首選；若要求高柔韌性及良好溫度穩定性，矽膠黏著劑如道康寧（Dow Corning）TC-2030 則較為理想。
參考
8329TCM. (2024, September). Retrieved from DigiKey.com
AI Technology PRIMA-SOLDER EG8050-E Epoxy Paste Adhesive 3 cc EFD Syringe. (n.d.). Retrieved from https://www.ellsworth.com
Dow Corning TC-2030. (2013). Retrieved from Ellsworth Adhesives: https://www.ellsworth.com
Dow Corning®SE 4489 Thermally Conductive Adhesives. (2010, September). Retrieved from Octopart.com
DOWSIL™ TC-2035 CV Adhesive. (2021). Retrieved from Dow.com: https://www.dow.com
Electrically and Thermally Conductive Adhesives and Coatings. (n.d.). Retrieved from https://www.aremco.com
LOCTITE® EA 9497. (2014, October). Retrieved from Henkel adhesives: https://www.henkel-adhesives.com/tz/en/product/structural-adhesives/loctite_ea_9497.html
RTV Thermally Conductive Oxime. (n.d.). Retrieved from https://electrolube.com/
THERM-A-GAP GEL 30 High Performance Fully Cured Dispensable GELS. (n.d.). Retrieved from https://ph.parker.com
Thermally Conductive Polyurethane Potting Compound. (n.d.). Retrieved from https://electrolube.com
