熱塑性碳纖維和氫能結(jié)合會(huì)是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向嗎?
過(guò)去幾年,全球經(jīng)濟(jì)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(chē)行業(yè)。國(guó)內(nèi)多家從事電動(dòng)汽車(chē)的廠商交出了令人滿(mǎn)意的答卷,如比亞迪、長(zhǎng)安、奇瑞等,本文將結(jié)合我司的碳纖維技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),來(lái)簡(jiǎn)單聊聊未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,比如熱塑性碳纖維和氫能結(jié)合,會(huì)不會(huì)是未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展方向?

碳纖維可以應(yīng)用在汽車(chē)鋰電池上嗎?
目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展速度極快,以電動(dòng)汽車(chē)方面的技術(shù)彎道超車(chē),幾乎走到了汽車(chē)行業(yè)的前端,與傳統(tǒng)油車(chē)形成并駕齊驅(qū)的態(tài)勢(shì)。當(dāng)然這并不能說(shuō)明油車(chē)會(huì)被取代,反而是給了油車(chē)前進(jìn)的動(dòng)力,另外還有多家企業(yè)從事氫能動(dòng)力方面的研究,希望以此技術(shù)作用于汽車(chē)行業(yè),走出更遠(yuǎn)的道路。目前電動(dòng)汽車(chē)中使用的動(dòng)力主要以鋰電池、鎳氫電池、鉛酸蓄電池等為主,為汽車(chē)提供了超強(qiáng)的動(dòng)能保障,那熱塑性碳纖維復(fù)合材料是否能夠應(yīng)用在汽車(chē)鋰電池上嗎?
以目前相對(duì)成熟的鋰電池加工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)而言,碳纖維復(fù)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(fù)合材料并不作為動(dòng)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(gè)非常不錯(cuò)的應(yīng)用方向,目前蔚來(lái)汽車(chē)已經(jīng)有成功的應(yīng)用案例。

鋰電池并不能獨(dú)立安裝于汽車(chē)中下部,需要有電池包殼體部件進(jìn)行整體包裹,不僅提供支撐作用,同時(shí)還可以對(duì)鋰電池起到較好的防護(hù)作用,在實(shí)際行駛中有助于提升安全性。碳纖維復(fù)合材料在輕量化等方面有著非常不錯(cuò)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(dǎo)電性:25℃時(shí),高模量碳纖維的比電阻為775Ω·cm,高強(qiáng)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(lái)會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)提供助力嗎?
碳纖維復(fù)合材料的進(jìn)步速度有目共睹,不管技術(shù)層面,還是市場(chǎng)應(yīng)用層面,但這還不夠,因?yàn)槟壳笆褂玫臒峁绦蕴祭w維復(fù)合材料加工難度高、回收率低,對(duì)整個(gè)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不能起到很好的推動(dòng)作用,因此熱塑性碳纖維被寄予厚望。雖然熱塑性碳纖維復(fù)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(huì)被打破。技術(shù)成熟和產(chǎn)能穩(wěn)定的熱塑性碳纖維,可以為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)提供有效的助力,為整個(gè)汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)極大的作用。
1、減輕重量:熱塑性碳纖維復(fù)合材料的主要優(yōu)點(diǎn)之一是高強(qiáng)度重量比,通過(guò)在車(chē)輛部件的制造中使用熱塑性碳纖維復(fù)合材料,可以減輕車(chē)輛的整體重量,有助于提高能源效率和延長(zhǎng)行駛里程。

2、提高結(jié)構(gòu)完整性:熱塑性碳纖維復(fù)合材料提供出色的結(jié)構(gòu)完整性,增強(qiáng)車(chē)輛部件的整體強(qiáng)度和剛度,對(duì)于在優(yōu)化車(chē)輛重量的同時(shí)維持安全標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。
3、熱管理:熱塑性碳纖維復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能有助于電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)更好的熱管理,有效的散熱對(duì)于維持電池組和其他電子元件的性能和壽命至關(guān)重要。
4、設(shè)計(jì)靈活性:熱塑性碳纖維復(fù)合材料可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的外形定制設(shè)計(jì),為車(chē)輛部件的成型提供靈活性,對(duì)于設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力學(xué)和視覺(jué)吸引力的電動(dòng)汽車(chē)特別有利。
5、可回收性:熱塑性碳纖維復(fù)合材料是可回收的,符合電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),可回收性有助于減少電動(dòng)汽車(chē)制造對(duì)環(huán)境的影響。

熱塑性碳纖維和氫能結(jié)合會(huì)是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向嗎?
在很多人看來(lái),現(xiàn)在的電動(dòng)汽車(chē)并不是汽車(chē)發(fā)展的最終呈現(xiàn)狀態(tài),畢竟電池的環(huán)保等級(jí)并不高,氫能動(dòng)力才是大家追逐的目標(biāo)。氫能動(dòng)力燃燒后只會(huì)產(chǎn)生水,對(duì)環(huán)境帶來(lái)的是0污染,但整個(gè)過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)并不低。氫能動(dòng)力的使用將會(huì)面臨幾個(gè)問(wèn)題,比如氫能的壓縮、運(yùn)輸和儲(chǔ)存;氫能燃燒過(guò)程中如何避免發(fā)生爆炸的可能性;氫能相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的大量缺失等。在這些問(wèn)題沒(méi)能一一解決前,氫能作為汽車(chē)核心動(dòng)力來(lái)源的安全性和便捷性就存在較大的疑問(wèn)。
假設(shè)以上關(guān)于氫能動(dòng)力的以上這些問(wèn)題被一一排除,那熱塑性碳纖維結(jié)合氫能動(dòng)力,是否會(huì)成為未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展方向呢?這個(gè)問(wèn)題并不容易回答,因?yàn)闊崴苄蕴祭w維復(fù)合材料自身也存在技術(shù)局限,在當(dāng)下很難解決。熱塑性碳纖維復(fù)合材料的制備存在極大的難度,熱塑性樹(shù)脂高溫狀態(tài)下具有極大的粘性,對(duì)碳纖維絲束的浸潤(rùn)很難達(dá)到理想的狀態(tài),給熱塑性碳纖維復(fù)合材料的性能穩(wěn)定性投下了不穩(wěn)定的因素,這也是國(guó)內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)正在面臨的問(wèn)題。

目前全世界能夠從事熱塑性碳纖維預(yù)浸料制備的企業(yè)并不多,國(guó)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(yù)浸料制備的難度很高。熱塑性碳纖維單向帶制備技術(shù)還并不成熟,同時(shí)產(chǎn)能和應(yīng)用都缺少穩(wěn)定的行業(yè)支持。如果未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展提供這樣的支持,那國(guó)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。