气相二氧化硅让新能源汽车更安全、更轻量
当前，由于科技和产业变革，新能源汽车已经成为汽车产业转型升级的中坚力量，新能源汽车行业也迎来了前所未有的发展机遇。相对于传统燃油汽车，新能源电动汽车最大的区别在于以电池、电机和能源转换系统取代过去燃油发动机、变速箱等传统驱动装置。它具有零排放、动能转化效率高（石油和电力）、低噪音等优势。
但随之而来的，对于电池、充电机和驱动电机正常运行时产生大量热量的热管理就提出了高要求。
新能源电动汽车在高速行驶时，充电机和驱动电机系统的电子元器件会产生较大的热量，如果不进行温度控制，将极大影响零件的可靠性和稳定性。同时，对于电池系统而言，运行期间发生化学反应，伴随着大量的热量释放，同时电池包又处于一个相对封闭的环境，不利于散热，而电池内部组成大多为易燃化学物质，这就导致热量过高或者电池遭遇挤压震动等会有发生起火爆炸的隐患。
对于电池系统的热管理，通常采用导热灌封胶来实现密封、导热、减震等功能，使用导热灌封胶方案，必须能满足以下几点要求：
（1）比重低，当今电动汽车发展趋势是轻量化，较低的比重能提高电动汽车的续航里程和使用效率；
（2）防爆阻燃，也就是说单颗电池爆炸后不能引起整个电池组的爆炸燃烧，助力提高整车的安全性能；
（3）导热系数高，散热性能优越，电池散发的热量能最快的传导出去，减小安全隐患和提高电池使用寿命；
（4）防水抗震、减少颠簸带来的应力对电池的伤害，提高整车的实用性和安全性。
灌封胶用于动力电池Pack封装
用于电动车里给电子元器件和动力电池模组的灌封胶材料可分为：
（1）环氧树脂灌封胶：单组份环氧树脂灌封胶、双组份环氧树脂灌封胶；
（2）硅橡胶灌封胶（有机硅灌封胶）：室温硫化硅橡胶、双组份加成形硅橡胶灌封胶、双组份缩合型硅橡胶灌封胶；
（3）聚氨酯灌封胶：双组份聚氨酯灌封胶。
三种灌封胶性能对比
其中有机硅灌封胶已逐渐成为当前电动车导热灌封胶的最佳选择，其具有优良的耐高、低温性能，物理化学性质稳定，可在-60~200℃环境里保持长期稳定工作；质地较软，具有较好的减震效果，同时也便于维修；具有较好的绝缘性能，对电子器件具有保护作用。
用于电池组灌封的有机硅灌封胶具有极佳的阻燃性、适度的导热率以及较低的密度，不仅能够为电池组提供防水、减震等保护，也有利于温场平衡，防止局部过热，甚至在局部爆燃时可以提供隔离保护，防止事故扩大，因此使用有机硅灌封胶对电池单体进行封装已经成为提高锂电池组安全性的重要途径之一。
有机硅灌封胶
市场上用于电动车的有机硅灌封胶通常为加成型液体硅橡胶，其基础材料是含有乙烯基的线型聚硅氧烷，加入硫化交联剂进行催化加成反应，产生链增长和链交联而形成具有网状结构的弹性体。
加成型液体硅橡胶通常由基础聚合物、交联剂、抑制剂、催化剂、填料及其他添加剂组成，其填料类型众多，而气相二氧化硅则是当前在硅橡胶中应用最常用、最有效、最重要的填料。
气相二氧化硅（俗称气相法白炭黑）是通过卤硅烷在氢氧焰中高温水解缩合而成，在外观上表现为“烟雾”状的蓬松的白色超细粉末，由于其独特的制备工艺，使其具有特殊三位枝状结构，产品孔隙率高，同时具有一些独特的性能。
其产品相比于其他类型的二氧化硅，粒径小（原生粒径7-40nm）、比表面积大（100-400m2/g）、表面活性高（表面含有高活性Si-OH基团）、分散性好、表面吸附力强，具有优良的补强、耐高、低温、增稠触变、防沉降、绝缘、稳定等特性。
气相二氧化硅
①补强剂
气相二氧化硅是硅橡胶理想的补强剂，其作用机理是：气相二氧化硅表面的硅羟基(Si-OH)可以和硅橡胶大分子形成物理或化学结合，在二氧化硅表面形成了硅橡胶分子吸附层，构成二氧化硅粒子与硅橡胶分子联成一体的三维网络结构，有效限制了硅橡胶分子链的形变，从而达到补强作用。
补强后的硅橡胶中存在下列几种交联：聚合物之间的共价交联、填料与聚合物之间的交联、氢键交联以及填料与聚合物分子间范德华力的交联、填料与聚合物分子链的缠结交联、填料被聚合物分子润湿引起的交联、填料之间的交联。
因此添加气相二氧化硅后，硅橡胶的拉伸强度和撕裂强度都大大提升。
②阻燃剂
气相二氧化硅熔点可达到1650(±75)℃，对许多聚合物材料都能提高其耐热性，因此其在加工性能、阻燃性能上有着良好的综合表现。
并且由于气相SiO2表面具有硅羟基结构，可将气相SiO2与具有阻燃性能的含磷、氮等元素及基团的阻燃有机物反应制备新型的无卤、无毒、低烟阻燃剂；气相SiO2表面的硅羟基与具有阻燃元素有机卤硅烷反应，可制备新型的疏水阻燃剂。
气相二氧化硅的表面基团
③缩短固化时间
有机硅灌封胶通常需要的固化时间较长，要加快固化反应，需要在较高温度（60℃至100℃以上）或增大固化剂的使用量，这不但增加成本，而且还难于满足元器件和电池模组的封装条件。气相二氧化硅比表面积大、表面活性高，将经表面活性处理后的气相二氧化硅充分分散在有机硅基质中，可在室温条件下大幅度地缩短封装材料固化时间。
④其他作用
气相二氧化硅在硅橡胶中分散后，不同颗粒间通过其表面的硅羟基产生氢键作用，形成一个二氧化硅聚集体网络，使体系的流动性受到限制，粘度增加，起到增稠的作用，能有效阻止导热填料在有机硅灌封胶中的快速沉降，提高灌封胶体系的稳定性，同时具有消泡的作用。
在受到剪切力的作用下二氧化硅网络受到破坏，导致体系粘度下降，发生触变效应，利于减震，同时便于加工，而一旦剪切力消除，这种网络结构可重新形成，有效防止了胶料在固化过程中的流挂。
⑤降低添加剂含量
气相二氧化硅的添加可提升有机硅灌封胶的各种性能，无需额外添加补强剂、增稠剂、消泡剂、固化剂等添加剂，并且有助于提高导热填料在硅橡胶中的分散性和稳定性，因此可大大提升有机硅灌封胶的工艺生产效率和产量。
气相二氧化硅作为功能性填料在有机硅灌封胶的应用中发挥着巨大的作用，是保证其在新能源汽车拥有出色导热性能和大量应用的关键，不仅大幅提升电动车的安全性，同时也更有益于轻量化的实现。
据统计，一辆家庭乘用车的新能源汽车中电池模块的重量约150~400kg，有机硅导热灌封胶的使用量大约在20~50kg，在同等体积填充下，将胶的比重降低，增强灌封胶的性能，则可在发挥作用的同时，一定程度上减少电动车的重量，对于新能源汽车的发展有着良好的推动作用。
参考来源：
网络上各类气相二氧化硅的应用相关文章和资料。
粉体圈小吉