新能源汽车产业的快速迭代,对动力电池提出了越来越严苛的性能要求。在动力电池的Pack系统中,电芯工作环境的稳定性直接决定了整包的安全性能、循环寿命与能量密度,三大核心需求始终是行业研发的方向:电芯隔热、结构缓冲、系统轻量化。
首先是电芯隔热需求。动力电池在充放电过程中会持续产生热量,若热管理不畅,局部温度过高不仅会加速电芯老化,更可能引发热失控,威胁整车安全。尤其是在单块电芯发生热失控时,需要隔热材料阻断热量向相邻电芯传递,为乘客预留足够的逃生时间,这对材料的隔热性能提出了极高要求。
其次是结构缓冲需求。动力电池整车行驶过程中,会持续承受路面颠簸带来的振动与冲击,电芯与电芯之间、电芯与Pack箱体之间若缺乏有效的缓冲结构,长期应力作用会导致极片错位、壳体变形,最终影响电芯性能与安全。缓冲材料需要能够均匀分散应力,吸收振动能量,保护电芯结构完整。
最后是系统轻量化需求。续航里程是新能源汽车核心竞争力指标之一,整包重量每降低1kg,不仅可以直接提升续航,还能降低整车簧下质量,改善操控性能。在保证安全与结构强度的前提下,电池系统集成过程中对各类辅材的轻量化要求越来越高,传统材料密度大,已经难以满足当前高能量密度电池包的设计需求。

MPP发泡材料全称为发泡改性聚丙烯,是通过对聚丙烯基体进行化学交联或物理发泡得到的微孔发泡材料,凭借独特的结构特性,恰好匹配了动力电池三大核心需求:
优异的隔热性能,阻断热失控蔓延MPP发泡材料内部存在大量闭孔微孔结构,空气被封闭在微小孔穴中,热传导效率极低,其热导率通常可以低至0.03~0.04 W/,远低于传统的聚丙烯、橡胶等材料,甚至优于很多传统隔热材料。在电芯发生热失控时,MPP发泡材料可以长时间阻挡高温热传导,试验数据显示,10mm厚度的MPP发泡板材,可以在1000℃高温火焰下保持30分钟以上不被击穿,有效延缓热失控在整包内的蔓延速度,大幅提升动力电池系统的安全阈值。
同时,MPP基体本身就是阻燃改性材料,氧指数可以达到30以上,本身不助燃,也不会在高温下产生大量有毒有害烟气,符合动力电池Pack的环保与安全要求。
良好的缓冲吸能,保护电芯结构MPP发泡材料属于半硬质发泡材料,具备优异的回弹性与缓冲性能,压缩模量可以根据发泡倍率调整,能够适应不同电芯间隙的缓冲需求。当受到外部冲击或者振动时,材料内部的微孔结构可以通过形变吸收能量,随后快速恢复原状,不会产生永久变形,长期使用过程中性能衰减极小。
对比传统的EVA泡棉、硅胶缓冲垫,MPP发泡材料的压缩永久变形率可以控制在5%以内,在-40℃到120℃的宽温度范围内,力学性能保持稳定,不会因为低温变脆、高温变软而丧失缓冲性能,完美适配动力电池全场景工作环境。
极低密度满足轻量化要求MPP发泡材料的发泡倍率可以达到3~20倍,密度最低可以降至0.05g/cm³,远低于传统的隔热缓冲材料,比如传统的石棉隔热板密度在0.5g/cm³以上,EPDM泡棉密度通常在0.15~0.3g/cm³,相同体积下,MPP发泡材料的重量可以降低60%以上,对电池包整体减重的贡献十分显著。
同时,低密度并没有牺牲材料的力学强度,MPP发泡材料的比强度远高于传统发泡材料,在满足隔热缓冲性能要求的前提下,可以做到更薄的厚度,帮助电池包节省出更多空间布置电芯,间接提升了整包的能量密度。
除了三大核心优势,MPP发泡材料还具备很多适配动力电池行业的附加特性:一是耐化学腐蚀性好,对电解液、冷却油等物质具备良好抗性,即使发生轻微漏液也不会快速腐蚀失效;二是环保可回收,聚丙烯基体属于可回收高分子材料,符合动力电池全生命周期回收的行业趋势;三是易加工,可以根据需求切割、模压成不同形状,适配不同型号电池包的结构设计,生产成本可控。

近年来,随着动力电池向高能量密度、大电芯方向发展,MPP发泡材料的应用渗透率正在快速提升,已经广泛应用在车企与动力电池厂商的新型动力电池包中,主要应用场景包括:电芯之间的隔热缓冲垫、电芯与箱体之间的隔热缓冲层、电池包上盖的隔热层、模组与Pack之间的缓冲垫等。
尤其是在当前4680大圆柱电芯、刀片电池等新型结构设计中,MPP发泡材料的优势更加明显:大圆柱电芯之间需要填充隔热缓冲材料,MPP发泡材料可以既满足隔热要求,又控制整体重量与空间占用;刀片电池包的整包集成度高,对辅材的厚度、重量要求严苛,MPP发泡材料低密度、低厚度的特性完美匹配设计需求。
MPP产业整体布局具备鲜明本土化发展特色,作为国内独创新型材料,产品生产加工、市场销售推广高度集中于国内市场,已搭建完成从聚丙烯原料改性优化、发泡生产工艺升级、成品深加工制造到终端行业场景适配应用的完整成熟产业链条,牢牢掌控全球MPP产业核心发展主导权。
未来,随着新能源汽车对安全与续航要求进一步提升,以及储能领域对动力电池安全性能要求越来越高,MPP发泡材料的市场空间还会持续扩大,预计未来三年,新能源领域对MPP发泡材料的年需求量会达到数十万吨级,成为新能源电池材料领域的重要细分赛道。
宝益科技是国内知名的功能性高分子发泡材料供应商,深耕行业多年。宝益MPP产品采用原材料专利配方和超临界流体技术,实现从发泡过程清洁无污染到发泡成品安全环保,兼具刚性和韧性的特性,微米尺度的泡孔赋予了产品优异的减震、缓冲、隔热和吸声等性能,并且宝益MPP产品已达到UL94评价体系中的最高等级HF-1级别阻燃,广泛应用于汽车和新能源领域。