1. 引言

新能源汽车的动力电池系统对热管理要求极高，直接影响电池的性能、安全性和寿命。导热胶泥（Thermal Conductive Putty）作为一种高导热、可塑性的热界面材料（TIM），在电池模块中用于填充电芯与冷却板之间的间隙，以提升热传导效率，降低温差，保障电池的安全运行。本文将探讨导热胶泥在动力电池模块中的应用现状、性能要求及优化方向。 

 2. 导热胶泥的作用及特性

 2.1 主要功能

- 热管理：填充电池单体间隙，提高导热效率，均衡热分布，降低热失控风险。

- 结构稳定：可提供一定的机械支撑，减少电芯震动导致的机械损伤。

- 密封防护：阻止外部污染物（如灰尘和水分）进入电池组，提高系统稳定性。

- 可修复性：相较于导热硅脂或导热胶，胶泥可拆卸、维修，方便更换电芯或维护散热系统。 

 2.2 关键性能指标

- 导热系数（Thermal Conductivity, W/m·K）：通常要求在1~6 W/m·K之间，决定了热传导能力。

- 流变性能（Rheology）：需具备适当的塑性与可涂敷性，确保在施加压力后能填充微小间隙，形成稳定的导热路径。

- 电绝缘性：防止短路，耐电压能力通常要求在10 kV/mm以上。

- 耐高温性：工作温度范围一般在-40℃~150℃，避免在极端温度下性能退化。

- 耐老化性：要求长期稳定，不因热循环或环境因素导致导热性能下降或失效。 

 3. 导热胶泥在动力电池系统中的应用场景

 3.1 电池模组中的热界面填充

在电池模组中，电芯通常采用液冷板或热交换板进行散热，但由于电芯与散热板之间存在微小的气隙，空气的低导热性（~0.026 W/m·K）会影响热传导效率。导热胶泥填充这些间隙，可大幅降低热阻，提高整体散热性能。 

 3.2 电池箱体与冷却系统的热耦合

在电池箱体底部，导热胶泥可用于连接电池组与冷却板，增强热传导效率，避免局部热点。相比导热硅脂，胶泥能形成更稳定的结构，适用于大面积填充。 

 3.3 高功率快充场景的热管理

随着快充技术的发展，电池的充电倍率不断提高，高速充放电过程中会产生大量热量，若不能有效散热，会导致电芯热衰减加速。高导热系数的胶泥可有效改善快充时的热分布，降低电芯过热风险。 

 4. 导热胶泥的优化方向

 4.1 提高导热性能

目前主流导热胶泥的导热系数在2~5 W/m·K，但对于高功率应用，仍需进一步优化。优化方案包括：

- 填料优化：采用高热导率填料（如氮化硼、氧化铝、碳纳米管、石墨烯等）提升导热能力，同时控制粘度，保证施工性。

- 粒径分布优化：填料颗粒采用多尺度分布（大颗粒提供导热通路，小颗粒填充缝隙），减少界面热阻。 

 4.2 降低接触热阻

接触热阻（Thermal Contact Resistance, TCR）是影响导热效率的关键因素，优化方案：

- 调整流变特性：提高胶泥的自流平性，增强与散热板、电池单体的贴合度。

- 增强润湿性：改进基体材料，使胶泥能更好地润湿铝、铜等散热材料，提高热传导效率。 

 4.3 兼顾机械性能与施工性

- 提升粘附力：增加与电池外壳的粘附能力，避免长期使用后材料脱落。

- 降低体积变化率：优化聚合物基体，减少胶泥在长期热循环中的收缩率，防止产生气隙。

- 便捷施工：开发适合自动化点胶、刮涂的胶泥，提高生产效率。 

 4.4 提高耐候性和长期稳定性

新能源汽车动力电池在高低温循环、震动、湿度等复杂环境中工作，优化方向包括：

- 耐老化性提升：采用抗氧化、抗紫外线添加剂，延长使用寿命。

- 环境适应性改进：针对高寒、高温、盐雾等工况，开发更适应极端环境的导热胶泥配方。 

 5. 未来发展趋势

5.1.智能热管理材料：研究相变材料（PCM）+导热胶泥的复合体系，实现主动控温功能。

5.2.自修复导热材料：开发具备微裂纹自愈合能力的导热胶泥，提高长期可靠性。

5.3.高性能纳米填料：如石墨烯增强导热胶泥，提高导热效率的同时降低重量，提高电池能量密度。 

 6. 结论

导热胶泥作为新能源汽车动力电池热管理的关键材料，在提升电池散热效率、延长电池寿命方面发挥重要作用。未来，随着电池技术的发展，对导热胶泥的性能要求将进一步提高。通过优化导热性能、降低接触热阻、提升机械稳定性及耐久性，可以进一步增强其在新能源汽车电池系统中的应用效果。