简体中文   |   English
文献
为客户打造量身定做的解决方案,并为客户创造出更多具有革新意义的产品
您的位置: 首页 >> 文献
新能源汽车电池外壳与储能柜体涂装的色浆选型与工艺窗口
2026-11-07 01:05:41 文献

新能源汽车电池外壳与储能柜体涂装的色浆选型与工艺窗口

东莞市蒂森新材料有限公司(Dongguan DENSON Functional Materials Co., Ltd.)面向新能源汽车电池外壳(battery enclosure)、电池包下护板(battery pack under-run shield)、Pack结构件,以及集中式储能电站柜体与户用储能外壳(ESS cabinet / residential battery enclosure),提供GT水性工业色浆、SEP绝缘防腐环氧色浆、NA高耐候纳米油性色浆与RFNC无树脂多体系色浆的选型配套。与车身外饰涂装不同,电池与储能部件的涂装首要看重耐盐雾、电气绝缘、阻燃UL94与耐高低温循环,色彩与光泽退居其次。本文按基材—体系—性能—工艺的逻辑,给出产品选型与工艺窗口建议。

大型金属结构件悬挂进入电泳槽实施阴极电泳涂装

图1:大型金属结构件悬挂式进入阴极电泳槽实施e-Coat底漆涂装(来源:Great Dane Powder Coating, USA)

一、电池外壳与Pack结构件的基材—涂层体系

电池外壳主流基材为铝合金型材拼焊或冷轧钢冲压,下护板常采用SMC/BMC复合材料或钢板。典型涂层体系为:磷化/硅烷前处理 → 阴极电泳底漆(CED,膜厚18–22 μm) → 水性中涂或粉末底粉 → 水性/聚氨酯面漆。对下护板而言,还需叠加耐磨石击涂层与防火隔热涂层。色浆主要调入面漆与防火隔热涂层,不参与电泳底漆(电泳漆为专用配方,现场不调色)。

水性丙烯酸/水性聚氨酯体系用于电池外壳外表面,要求低VOC(符合GB/T 38508)、与电泳底漆层间附着力良好;粉末涂料体系用于储能柜体,膜厚60–90 μm、一次成膜、无VOC;双组份聚氨酯用于户用储能外壳与电池包外露结构件,耐石击与耐候性均衡。

二、电池外壳与下护板的色浆选型

电池外壳内表面与下护板直接邻近电芯模组,对绝缘电阻与耐电解液腐蚀要求高。推荐SEP系列绝缘防腐环氧色浆调入环氧底漆与环氧防火隔热涂层:SEP不干扰环氧–胺固化化学计量比,颜料离子纯度受控,漆膜体积电阻率稳定,且耐受约300℃短时高温,可满足电池热防护涂层的耐热极限。下护板若采用SMC复合材料,可搭配UP8系列色浆——UP8不加碳酸钙/滑石粉、不含苯乙烯、属非危险品,适配不饱和聚酯/环氧树脂体系,不会影响复合材料纤维浸润。

电池外壳外表面若采用水性体系,选用GT水性工业色浆(水性丙烯酸/水性聚氨酯/水性环氧),以水为连续相、满足低VOC要求;若采用双组份聚氨酯面漆,选用NA高耐候纳米油性色浆或RFNC无树脂多体系色浆,后者不引入成膜树脂载体、不干扰–NCO/–OH固化反应。

三、储能电站柜体与户用储能外壳的色浆选型

集中式储能电站柜体多为冷轧钢拼装结构,户外长期暴露,涂层体系为粉末聚酯或户外型氟碳面漆,要求QUV/氙灯老化后ΔE可控、中性盐雾(ISO 9227 NSS)≥1000 h无起泡。推荐NA高耐候纳米油性色浆调入户外聚酯粉末或氟碳面漆:NA选用耐光7–8级高性能颜料,在UV辐照下发色团稳定,ΔE保持率高。柜体散热百叶窗、门框等边角部位因膜厚较薄,色浆应具备良好的边角覆盖性,避免边角先粉化。

户用储能外壳安装于住宅外墙或阳台,色彩需与建筑外立面协调,常见哑光白、浅灰与深灰。粉末体系调色可使用RFNC无树脂色浆(粉末色母粒方向),施工端直接以粉体添加;液体聚氨酯体系则直接用NA或RFNC。沿海户用储能还需额外考核中性盐雾与湿热循环,SEP环氧色浆用于户用储能的金属底盘接地部位的防腐着色。

户外储能电站柜体安装于光伏电站场地通风百叶结构

图2:户外储能电站柜体(粉末涂装钢制外壳、通风百叶)布置于光伏电站场地(来源:Sundial Powder Coating, 2026)

四、工艺窗口与膜厚控制

色浆选型确定后,工艺窗口直接决定最终性能。以下为电池与储能部件常用体系的工艺参数建议范围:

涂层体系适用部件推荐色浆膜厚窗口固化条件
水性环氧底漆/防火涂层电池外壳内表面、下护板SEP40–80 μm80℃×30 min或自干24 h
水性丙烯酸/PU面漆电池外壳外表面GT30–50 μm60–80℃×20–30 min
户外聚酯粉末储能柜体、充电桩外壳NA/RFNC(粉体方向)60–90 μm180–200℃×15–20 min
双组份聚氨酯面漆户用储能外壳、Pack外露件NA/RFNC40–60 μm60℃×30 min或自干7 d
环氧富锌中间漆+面漆储能柜体底盘、塔筒连接段SEP60–100 μm按环氧涂料供应商规范

色浆添加量视颜料类型与目标着色力而定,由调色试样(drawdown)确认,不在本文给出固定数值。需要注意的是,SEP调入环氧防火涂层时,添加量不应挤占阻燃填料(氢氧化铝/膨胀型石墨)的体积分数,否则会影响UL94 V-0等级与热阻隔效率。

五、性能验证:耐盐雾、绝缘、阻燃与耐高低温

电池与储能涂层的性能验证通常包含四类测试。耐盐雾按ISO 9227 / ASTM B117进行NSS连续喷雾,电池外壳要求≥720 h、储能柜体≥1000 h,划线处单边腐蚀蔓延≤2 mm、无起泡脱落。电气绝缘按GB/T 1408.1测试体积电阻率,湿热老化(40℃/93%RH×240 h)后绝缘电阻下降幅度应在设计裕度内。阻燃按UL94垂直燃烧评级,防火隔热涂层需达到V-0级,且滴落物不得引燃脱脂棉。耐高低温循环通常为–40℃↔85℃各2 h、循环100次以上,涂层无开裂、无脱落、附着力(划格法GB/T 9286)≤1级。

UL94垂直燃烧试验中本生灯火焰点燃试样装置

图3:UL94垂直燃烧试验中本生灯火焰(20 mm蓝焰)施加于试样下端(来源:TESTEX Instrument)

六、典型工艺要点与常见缺陷

电池外壳水性涂装常见缺陷为膜厚不均导致的局部绝缘薄弱与喷涂环境粉尘引发的颗粒点。生产现场应管控喷涂室洁净度(万级以上)、压缩空气油水分离与膜厚在线抽检(电磁测厚仪每批次≥5点)。储能柜体粉末涂装常见缺陷为边角上粉率不足——因法拉第笼效应,柜体百叶窗内部与门框边角膜厚偏薄,易先出现盐锈。可通过调整出粉量、静电电压与喷枪往复速度改善,色浆本身的带电性亦会影响上粉率,粉末用色浆(RFNC粉体方向)需配套摩擦带电或电晕带电体系。

下护板SMC复合材料涂装前处理需注意脱模剂残留——硅烷类脱模剂若未彻底清洗,会导致面漆附着力下降、冷热循环后起皮。SEP环氧色浆对SMC表面润湿良好,但前提是前处理合格。

户外型盐雾腐蚀试验箱放置于托盘上待发运

图4:户外型盐雾腐蚀试验箱(ISO 9227 / ASTM B117)(来源:Wewon Environmental Chambers)

七、常见问题(FAQ)

Q1:电池外壳内表面为什么推荐SEP环氧色浆而不是普通油性色浆?
A:电池外壳内表面邻近带电模组,要求涂层长期绝缘且不干扰环氧–胺固化。SEP色浆颜料离子纯度受控、不与固化剂副反应,漆膜致密、体积电阻稳定,同时耐约300℃短时高温,适配防火隔热涂层。普通油性色浆的分散剂与溶剂残留可能影响绝缘电阻。

Q2:储能柜体粉末调色为什么优先RFNC而非普通树脂色浆?
A:RFNC无树脂载体色浆在粉体/树脂体系中不引入额外树脂,不改变粉末涂料的熔融流平与固化交联行为;其超分散剂提供的空间位阻在熔融阶段仍维持颜料分散状态,避免浮色发花。需注意RFNC仍含溶剂(粉体方向以微量载体处理),不可表述为"无溶剂"。

Q3:户用储能外壳在沿海地区涂装要额外注意什么?
A:沿海工况Cl⁻沉降量高,要求中性盐雾≥1000 h、漆膜附着力经湿热循环后不下降。推荐户外聚酯粉末或氟碳面漆,搭配NA高耐候色浆;金属底盘接地部位叠加SEP环氧防腐色浆。安装时避免涂层破损后长期裸露。

Q4:下护板SMC件用UP8色浆会不会影响树脂固化?
A:UP8专为不饱和聚酯/环氧体系设计,不加碳酸钙/滑石粉等吸油填料、不含苯乙烯,属非危险品,对树脂固化与纤维浸润无干扰,适合SMC/BMC件的叶尖标识色与修补着色。

核心结论

1. 选型主线:电池外壳内表面/下护板选SEP(绝缘防腐环氧)+GT(水性外饰);储能柜体户外选NA(高耐候油性/粉末方向);户用储能选NA/RFNC(双组份PU/粉末);SMC下护板复材件选UP8。

2. 工艺窗口:水性体系膜厚30–50 μm、60–80℃烘烤;粉末体系60–90 μm、180–200℃固化;环氧防火涂层40–80 μm、80℃×30 min;色浆添加量以drawdown试样确认,不得挤占阻燃填料体积分数。

3. 验收基线:耐盐雾NSS≥720 h(电池外壳)/≥1000 h(储能柜体),UL94防火涂层V-0,–40℃↔85℃×100循环无开裂,湿热后绝缘电阻达标。更多产品应用细节可参阅产品应用专栏与公司官网。

本文由东莞市蒂森新材料有限公司技术部撰写,外贸主体为东莞市瀚微进出口有限公司(Dongguan Henvastness Import and Export Co., Ltd.)。文中工艺参数为工程建议范围,实际生产应以客户涂料体系配套试验与第三方检测报告为准。