熱塑性碳纖維和氫能結合會是未來汽車的發(fā)展方向嗎?
過去幾年,全球經(jīng)濟倒退,我們自然也深受其害,但也有一些產(chǎn)業(yè)的發(fā)生令人驚喜,比如汽車行業(yè)。國內(nèi)多家從事電動汽車的廠商交出了令人滿意的答卷,如比亞迪、長安、奇瑞等,本文將結合我司的碳纖維技術發(fā)展趨勢,來簡單聊聊未來汽車行業(yè)的發(fā)展狀況,比如熱塑性碳纖維和氫能結合,會不會是未來汽車行業(yè)的發(fā)展方向?
碳纖維可以應用在汽車鋰電池上嗎?
目前國內(nèi)電動汽車的發(fā)展速度極快,以電動汽車方面的技術彎道超車,幾乎走到了汽車行業(yè)的前端,與傳統(tǒng)油車形成并駕齊驅(qū)的態(tài)勢。當然這并不能說明油車會被取代,反而是給了油車前進的動力,另外還有多家企業(yè)從事氫能動力方面的研究,希望以此技術作用于汽車行業(yè),走出更遠的道路。目前電動汽車中使用的動力主要以鋰電池、鎳氫電池、鉛酸蓄電池等為主,為汽車提供了超強的動能保障,那熱塑性碳纖維復合材料是否能夠應用在汽車鋰電池上嗎?
以目前相對成熟的鋰電池加工技術和產(chǎn)業(yè)而言,碳纖維復合材料(包括熱固性和熱塑性碳纖維)并不能作為鋰電池生產(chǎn)的主要材料,畢竟碳纖維及復合材料并不作為動力能源使用,但是將它生產(chǎn)加工為鋰電池的外部殼體是一個非常不錯的應用方向,目前蔚來汽車已經(jīng)有成功的應用案例。
鋰電池并不能獨立安裝于汽車中下部,需要有電池包殼體部件進行整體包裹,不僅提供支撐作用,同時還可以對鋰電池起到較好的防護作用,在實際行駛中有助于提升安全性。碳纖維復合材料在輕量化等方面有著非常不錯的作用,是制作電池包殼體的優(yōu)質(zhì)材料之一。
1、耐高溫、耐低溫:碳纖維的熱彈性系數(shù)小,在3000℃非氧化環(huán)境中不融化、不軟化,在液氨溫度下依然不脆化。
2、良好的導電性:25℃時,高模量碳纖維的比電阻為775Ω·cm,高強度碳纖維的比電阻為1500Ω·cm.
3、耐酸腐蝕:碳纖維耐濃鹽酸、磷酸、硫酸等腐蝕。
熱塑性碳纖維未來會對電動汽車行業(yè)提供助力嗎?
碳纖維復合材料的進步速度有目共睹,不管技術層面,還是市場應用層面,但這還不夠,因為目前使用的熱固性碳纖維復合材料加工難度高、回收率低,對整個碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不能起到很好的推動作用,因此熱塑性碳纖維被寄予厚望。雖然熱塑性碳纖維復合材料的制備難度很高,目前尚未成熟,但是隨著研究的深入,瓶頸會被打破。技術成熟和產(chǎn)能穩(wěn)定的熱塑性碳纖維,可以為電動汽車行業(yè)提供有效的助力,為整個汽車行業(yè)帶來極大的作用。
1、減輕重量:熱塑性碳纖維復合材料的主要優(yōu)點之一是高強度重量比,通過在車輛部件的制造中使用熱塑性碳纖維復合材料,可以減輕車輛的整體重量,有助于提高能源效率和延長行駛里程。
2、提高結構完整性:熱塑性碳纖維復合材料提供出色的結構完整性,增強車輛部件的整體強度和剛度,對于在優(yōu)化車輛重量的同時維持安全標準至關重要。
3、熱管理:熱塑性碳纖維復合材料的導熱性能有助于電動汽車內(nèi)更好的熱管理,有效的散熱對于維持電池組和其他電子元件的性能和壽命至關重要。
4、設計靈活性:熱塑性碳纖維復合材料可實現(xiàn)復雜的外形定制設計,為車輛部件的成型提供靈活性,對于設計空氣動力學和視覺吸引力的電動汽車特別有利。
5、可回收性:熱塑性碳纖維復合材料是可回收的,符合電動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標,可回收性有助于減少電動汽車制造對環(huán)境的影響。
熱塑性碳纖維和氫能結合會是未來汽車的發(fā)展方向嗎?
在很多人看來,現(xiàn)在的電動汽車并不是汽車發(fā)展的最終呈現(xiàn)狀態(tài),畢竟電池的環(huán)保等級并不高,氫能動力才是大家追逐的目標。氫能動力燃燒后只會產(chǎn)生水,對環(huán)境帶來的是0污染,但整個過程的安全風險并不低。氫能動力的使用將會面臨幾個問題,比如氫能的壓縮、運輸和儲存;氫能燃燒過程中如何避免發(fā)生爆炸的可能性;氫能相關基礎設施的大量缺失等。在這些問題沒能一一解決前,氫能作為汽車核心動力來源的安全性和便捷性就存在較大的疑問。
假設以上關于氫能動力的以上這些問題被一一排除,那熱塑性碳纖維結合氫能動力,是否會成為未來汽車行業(yè)的發(fā)展方向呢?這個問題并不容易回答,因為熱塑性碳纖維復合材料自身也存在技術局限,在當下很難解決。熱塑性碳纖維復合材料的制備存在極大的難度,熱塑性樹脂高溫狀態(tài)下具有極大的粘性,對碳纖維絲束的浸潤很難達到理想的狀態(tài),給熱塑性碳纖維復合材料的性能穩(wěn)定性投下了不穩(wěn)定的因素,這也是國內(nèi)外很多機構正在面臨的問題。
目前全世界能夠從事熱塑性碳纖維預浸料制備的企業(yè)并不多,國內(nèi)就更少了,智上新材料作為其中的一家,深知熱塑性碳纖維預浸料制備的難度很高。熱塑性碳纖維單向帶制備技術還并不成熟,同時產(chǎn)能和應用都缺少穩(wěn)定的行業(yè)支持。如果未來汽車行業(yè)的發(fā)展提供這樣的支持,那國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展才能走上健康發(fā)展的道路。