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热塑性碳纤维和氢能结合会是未来汽车的发展方向吗?

发表时间:2024-02-19 13:20:37  作者:超级管理员 阅读数:115

  过去几年,全球经济倒退,我们自然也深受其害,但也有一些产业的发生令人精惊喜,比如汽车行业。国内多家从事电动汽车的厂商交出了令人满意的答卷,如比亚迪、长安、奇瑞等,本文将结合我司的碳纤维技术发展趋势,来简单聊聊未来汽车行业的发展状况,比如热塑性碳纤维和氢能结合,会不会是未来汽车行业的发展方向?

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  碳纤维可以应用在汽车锂电池上吗?

  目前国内电动汽车的发展速度极快,以弯道超车的技术几乎走到了汽车行业的前端,与传统油车形成并驾齐驱的态势。当然这并不能说明油车会被取代,反而是给了油车前进的动力,另外还有多家企业从事氢能动力方面的研究,希望以此技术作用于汽车行业,走出更远的道路。目前电动汽车中使用的动力主要以锂电池、镍氢电池、铅酸蓄电池等为主,为汽车提供了超强的动能保障,那热塑性碳纤维复合材料是否能够应用在汽车锂电池上吗?

  以目前相对成熟的锂电池加工技术和产业而言,碳纤维复合材料(包括热固性和热塑性碳纤维)并不能作为锂电池生产的主要材料,毕竟碳纤维及复合材料并不作为动力能源使用,但是将它生产加工为锂电池的外部壳体是一个非常不错的应用方向,目前蔚来汽车已经有成功的应用案例。

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  锂电池并不能独立安装于汽车中下部,需要有电池包壳体部件进行整体包裹,不仅提供支撑作用,同时还可以对锂电池起到较好的防护作用,在实际行驶中有助于提升安全性。碳纤维复合材料在轻量化等方面有着非常不错的作用,是制作电池包壳体的优质材料之一。

  1、耐高温、耐低温:碳纤维的热弹性系数小,在3000℃非氧化气氛下不融化、不软化,在液氨温度下依然不脆化。

  2、良好的导电性:25℃时,高模量碳纤维的比电阻为775Ω·cm,高强度碳纤维的比电阻为1500Ω·cm.

  3、耐酸腐蚀:碳纤维耐浓盐酸、磷酸、硫酸等腐蚀。

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  热塑性碳纤维未来会对电动汽车行业提供助力吗?

  碳纤维复合材料的进步速度有目共睹,不管技术层面,还是市场应用层面,但这还不够,因为目前使用的热固性碳纤维复合材料加工难度高、回收率低,对整个碳纤维产业的发展并不能起到很好的推动作用,因此热塑性碳纤维为寄予厚望。虽然热塑性碳纤维复合材料的制备难度很高,目前尚未成熟,但是随着研究的深入,瓶颈会被逐步打开。技术成熟和产能稳定的热塑性碳纤维,可以为电动汽车行业提供有效的助力,为整个汽车行业带来极大的作用。

  1、减轻重量:热塑性碳纤维复合材料的主要优点之一是其高强度重量比,通过在车辆部件的制造中使用热塑性碳纤维复合材料,可以减轻车辆的整体重量,有助于提高能源效率和延长行驶里程。 

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  2、提高结构完整性:热塑性碳纤维复合材料提供出色的结构完整性,增强车辆部件的整体强度和刚度,对于在优化车辆重量的同时维持安全标准至关重要。 

  3、热管理:热塑性碳纤维复合材料的导热性能有助于电动汽车内更好的热管理,有效的散热对于维持电池组和其他电子元件的性能和寿命至关重要。 

  4、设计灵活性:热塑性碳纤维复合材料可实现复杂的定制设计,为车辆部件的成型提供灵活性,对于设计空气动力学和视觉吸引力的电动汽车特别有利。 

  5、可回收性:热塑性碳纤维复合材料是可回收的,符合电动汽车行业的可持续发展目标,可回收性有助于减少电动汽车制造对环境的影响 。

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  热塑性碳纤维和氢能结合会是未来汽车的发展方向吗?

  在很多人看来,现在的电动汽车并不是汽车发展的最终呈现状态,毕竟电池的环保等级并不高,氢能动力才是大家追逐的目标。氢能动力燃烧后只会产生水这样的产物,对环境带来的是0污染,但整个过程的安全风险缺并不低。氢能动力的使用将会面临几个问题,比如氢能的压缩、运输和储存;氢能燃烧过程中如何避免发生爆炸的可能性;氢能相关基础设施的大量缺失等。在这些问题没能一一解决前,氢能作为汽车核心动力来源的安全性和便捷性就存在较大的疑问。

  假设以上关于氢能动力的以上这些问题被一一排除,那热塑性碳纤维结合氢能动力,是否会成为未来汽车行业的发展方向呢?这个问题并不容易回答,因为热塑性碳纤维复合材料自身也存在技术局限,在当下很难解决。热塑性碳纤维复合材料的制备存在极大的难度,热塑性树脂高温状态下具有极大的粘性,对碳纤维丝束的浸润很难达到理想的状态,给热塑性碳纤维复合材料的性能稳定性投入了不稳定的因素,这也是国内外很多机构正在面临的问题。

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  目前全世界能够从事热塑性碳纤维预浸料制备的企业并不多,国内就更少了,智上新材料作为其中的一家,深知热塑性碳纤维预浸料制备的难度。热塑性碳纤维单向带制备技术还并不成熟,同时产能和应用都缺少稳定的行业支持。如果未来汽车行业的发展提供这样的支持,那国内碳纤维产业的发展才能走上健康发展的道路。


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