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解决方案
汽车电子
为 800V 高压快充单组份硅凝胶而生 - 辰矽 CX-3513AB
项目背景

800V 高压平台与大电流超充有效缓解续航、补能焦虑,现已成为新能源汽车主流技术方向。但高功率、大电流工况会大幅提升 OBC、BMS、MCU 等车载电控器件的热负荷,要求导热界面材料兼具工艺适配、散热、耐温及存储稳定等特性。

面向 800V 车载场景的导热硅凝胶,需适配高速自动点胶,并保障长期高温可靠性,核心性能指标如下:

  • 导热系数:4-6W/m·K
  • 挤出速率:≥30g/min(30CC 针筒,90psi)
  • 长期耐温:150℃/1000h,无变干开裂
  • 出 油 率 :<2mm(150℃/7 天,圆饼 φ3cm×1mm)
  • 固化条件:120℃/2h
  • 室温储存:6 个月

目前市面传统导热硅凝胶在高填料体系下普遍存在挤出流动性差、出油率偏高的问题,且经150℃长期热老化后易出现干硬、开裂失效,已无法匹配 800V 高压平台车载器件的使用要求。

针对以上行业痛点,辰矽自主研发 CX-3513AB 硅凝胶,可制备单组份预固化型导热硅凝胶。产品兼具高填充、高流速、低出油三大特性,完美满足工艺与可靠性双重标准,可广泛应用于新能源汽车 OBC、BMS、MCU 等核心电控器件导热填充场景,高效解决高功率车载器件的热管理难题。

项目需求

单组份预固化导热硅凝胶因操作简便、适配自动化产线、存储稳定、成型性好,是 800V 高压车载电控器件热管理的最优方案。但该材料研发需同时平衡高导热填充、高速点胶、低出油耐高温、长期稳定性多项相互制约的指标,核心技术挑战如下:

1. 高填充与挤出率矛盾 

对于单组份预固化硅凝胶而言,导热系数越高,其粉体填充量就越高,但高填充量会导致体系粘度急剧上升、挤出性能下降;若减少粉体用量,改善体系流动性,则又无法满足导热性能要求,二者在低交联体系中难以实现平衡。

2. 出油控制与高温稳定性冲突 

  • 在常规配方体系中,提升交联密度可保障较低的出油率,但硅凝胶经热老化后易发生干硬现象,进而丧失原有散热性能;
  • 若降低交联密度,虽可维持硅凝胶热老化后的柔软特性,但其出油率却难以控制在规定限值范围内;
  • 本项目需同时满足两项性能要求:圆饼单边出油<2mm(85℃/7 天),且经 150℃/1000h 老化后无硬化、无开裂。

3. 压缩应力与高温可靠性双重考验

硅凝胶需在低压缩应力条件下完成对界面的高效、充分填充,同时需长期承受 150℃高温、车载振动与冷热循环的多重冲击作用,其界面贴合性与结构稳定性往往难以得到可靠保障。


解决方案

针对新能源汽车高功率散热应用场景,辰矽科技以自主专有预固化交联技术为核心,通过对交联密度的精准调控,推出 CX-3513AB 硅凝胶,有效解决了高填充条件下挤出速率偏低、高温环境渗油以及车载应用可靠性不足三类核心问题,为车载充电机提供了专业化的热管理解决方案。

1.平衡高填充与挤出速率

A、B 组分按 1:1 比例混合制备,所使用硅油为经特殊工艺处理的高填充硅油,可满足体系高填充要求。在 80-120℃条件下预固化 2h 后,体系即可完成充分交联;在室温环境下长期存放过程中,不会继续发生交联反应,可保障挤出速率长期维持稳定。

2.交联密度调控,兼顾低出油与高温稳定性

通过对交联密度进行精准调控,可实现对小分子物质析出的有效控制,同时在高温条件下完成锁油,满足低挥发、低出油的性能要求,且可保留材料的柔软回弹性。经实测验证,该材料符合以下性能指标:在 85℃环境中放置 7 天,出油宽度小于 2mm;经 150℃环境下 1000 小时老化处理后,产品无硬化、无开裂现象。

3.重构交联网络,实现低应力与高可靠性

经优化设计的交联网络可在低压缩应力条件下实现完整的界面填充,不会对周边电子器件产生挤压损伤。该产品可长期承受 150℃高温、车载振动及冷热循环冲击等各类工况考验,各项性能均符合车规级可靠性要求。

辰矽 CX-3513AB 单组份导热硅凝胶测试数据

(1)CX-3513AB 出油率测试

85℃及 150℃高温烘烤 7 天,粉体填充量 93%,混合比例 1:1,加粉倍数 14 倍。

测试项目测试条件CX-3513AB 实测值
出油率85℃ / 7 天< 1 mm
出油率150℃ / 7 天< 2 mm



结论: 在高达 93%的粉体填充量下,CX-3513AB 高温烘烤 7 天后出油率均控制在 2mm 以内。


(2)CX-3513AB 挤出速率测试 

30cc 针管,不带针头,在压力 90psi 下测试挤出率。

项目混合比例粉体填充量挤出速率
CX-3513AB1:193%35g/min

结论:在高达 93%的高填充体系下,CX-3513AB 仍保持 35g/min 的流畅挤出速率。


专业支持

若您在高功率模块的导热应用中,遇到凝胶挤出速率慢、出油高、热老化开裂等问题,欢迎选用 CX-3513AB 预固化导热硅凝胶。我司还可根据您的需求提供定制化一站式解决方案,满足新能源汽车、通信设备、消费电子等领域的散热需求。若您需要提升导热材料综合性能或获取产品样品,欢迎随时与我们联系。

产品经理 :余先生 

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