一、高性能聚合物動力電池解決方案
動力電池是電動汽車的心臟，是新能源汽車產業發展的關鍵。動力電池性能的優劣直接影響電動汽車的市場應用和普通消費者的接受度，如安全性、能量密度、功率密度、壽命以及成本等。
這也是未來相當長一段時間內新能源汽車發展的主要方向。四部委聯合印發的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》針對這些關鍵點制定了相應目標：到2020年，新型鋰離子動力電池單體比能量超過300瓦時/公斤；系統比能量力爭達到260瓦時/公斤、成本降至1元/瓦時以下，使用環境達-30℃到55℃，可具備3C充電能力。
到2025年，新體系動力電池技術取得突破性進展，單體比能量達500瓦時/公斤。在提高單體能量密度方面，目前業界主流方案通過高鎳正極、碳硅負極以及提升截至電壓的方法來實現。而系統比能量的提升除了依賴於單體能量密度提升外，更需要模組和系統設計的緊湊性和輕量化。建立適合自身能力的輕量化技術路線與實施途徑，成為各企業的當務之急。
杜邦公司針對動力電池行業這些挑戰點，利用自身新材料研發的優勢，推出了多種高力學性能的材料。這些材料在實現更佳靈活以及輕量化設計的同時，在安全、熱管理、密封等方面也有相應的優勢。
1、電池包結構件應用
電池包輕量化可以通過不同的方式實現：首先是應用高強度和低密度材料的應用，比如採用低密度玻纖增強複合材料代替傳統金屬；其次是結構的優化設計，減少壁厚、減少零部件數量等；第三是採用先進的製造工藝技術，如激光焊接、結構膠粘接等先進連接技術。
目前高壓電池下殼體以及模組結構件主要以鋼和鋁合金為主，電池包上殼體主要材料為鋼、鋁以及SMC模壓材料。低壓電池殼體主要材質為玻纖增強PP。HTN（高温尼龍）是一種半芳香性尼龍，相對於普通尼龍材料擁有更好的力學、耐温和耐化能力，同時得益於低吸水其尺寸穩定性也明顯提升。基於HTN樹脂，杜邦公司開發了具有30-55%不同玻纖含量的複合材料，產品阻燃達到0.4mmUL94V0級別。
下面圖表列舉了常見材料以及玻纖增強HTN的基本物性，可以看到相對於鋼、鋁、SMC以及玻纖增強PP，玻纖增強HTN擁有兩倍甚至更高的比強度，可以實現更輕薄的設計。
本身良好的電絕緣特性，省略了應用金屬材料時的電絕緣處理。此外，HTN材料具有比較好的注塑加工特性，可以實現高的設計靈活度，通過局部加強結構等進一步降低製件重量。
高壓電池軟包和方殼模組為了滿足循環壽命的需要，需要10000-20000N左右的預緊力，超出了普通聚合物材料的力學承受範圍，所以目前模組端板和側板主要以鋼和鋁合金為主。50%和55%玻纖HTN相對於普通塑料具有優異的強度和模量，在經過1500小時雙85實驗後，材料剛度沒有明顯下降，強度保持量可達80%，可以取代金屬用於模組框架結構。除了低密度帶來了減重效果外，可以省去金屬框架設計中的絕緣膜以及絕緣塑料片。HTN材料本身導熱係數為0.25W/mK，可以在模組之間起到較好的隔熱效果，有助於熱管理以及熱失控設計。
高壓電池模組結構示意圖
PP等普通熱塑性塑料受耐温性能的限制，應用於高壓電池包上殼體時無法通過國標的火燒實驗。HTN材料本身具有300攝氏度左右的高熔點，並且在受到火源加熱時可以在表面形成一層隔熱碳層，阻礙了熱量向材料內部的擴散和温升。實驗證實，採用甲烷燈火燒130秒後，2mmHTN樣板未被燒穿，證實了HTN應用於電池包上殼體的可能性。理論計算表明，55%玻纖HTN相對於SMC材料，可以將電池包上殼體厚度從3.5mm減至2.6mm，實現26%的減薄和33%的減重效果。
2、電池包熱管理材料
動力電池在充放電過程中會產生一定熱量，從而導致温升並影響電池的特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率、單體間性能不均衡、日曆壽命和循環壽命，並有可能導致電池系統的安全問題，因此高效的熱管理系統對於動力電池意義重大。
杜邦開發出已獲專利的化學改性PA612用於電池包液冷管。化學改性PA612製成的冷卻管，兼具柔韌性好、低水氣滲透率、重量輕、強度高、耐水解、流體阻力小等優點。與橡膠冷卻軟管相比，冷卻管壁厚由3mm左右降至1.2mm左右，實現50%以上的減重效果。配合杜邦公司30%玻纖耐水解尼龍66做成的快接頭，可以實現高效快速安裝。該解決方案目前已被業界多家公司採用。
改性PA612冷卻管
二、Nomex?動力電池熱管理解決方案
隨着動力電池能量密度的提高，動力電池發生熱失控和起火的風險也隨之增加，最近爆發的幾起新能源汽車起火事故，引起了行業的普遍關注。新能源汽車和動力電池廠商在動力電池防火安全方面面臨着較大的挑戰。
杜邦作為防火安全材料方面的專家，一直關注新能源汽車動力電池的防火安全，並致力於動力電池防火隔熱材料的開發和應用研究。從動力電池防火安全的設計角度考量，當單個電芯發生熱失控時，儘量延緩或避免熱失控的蔓延，從而將系統風險降到最低，同時，需要避免或延緩火焰蔓延至乘客艙，給予乘客足夠的逃生時間，從而保障乘客的人身安全。
基於杜邦在防火材料方面的技術積累，針對動力電池防火安全方面的挑戰，杜邦Nomex?推出了動力電池防火安全材料解決方案，包括防止動力電池熱失控蔓延的隔熱材料Nomex?CI10，以及防止電池包內火焰蔓延至電池包外的耐火材料Nomex?XF（可耐受1100度火焰10分鐘以上），助力新能源汽車及動力電池企業提升動力電池的安全性。
三、BETAMATE?和BETAFORCE?結構膠助力新能源車輕量化
杜邦汽車膠創新解決方案可幫助汽車行業有效應對全球日趨嚴苛的環境法規，消費者對車輛美觀度和安全可靠性的追求，以及進一步降低油耗之間的矛盾所帶來的挑戰，成為助力汽車行業實現可持續發展的又一里程碑。
BETAMATE?是業內首創的鋁材粘接膠，BETAFORCE?結構膠將金屬板和複合材料牢固粘接在一起，不僅直接降低了車身質量和單車製造成本，改善了車輛結構的牢度，柔韌性和車身靜態和動態剛度，而且顯著提升了車輛可操控性，在汽車碰撞時能有效減少25%的侵入距離，有力提升了車輛安全性。另外，通過運用結構膠對駕駛室構造進行自動化機器人作業，縮短了製造週期，並減少了傳統焊接和鉚接技術造成的負面影響，實現了汽車輕量化帶來的長期使用成本和隱形成本的節約以及環境收益。
BETAMATE?是環氧樹脂結構粘接劑，適用於焊裝車間的白車身粘接，能粘接不同種類和特性的金屬材料（鋼-鋁，鋁-鋁和鋼-鋼），從而幫助汽車使用更多的輕量化材料。
BETAMATE結構膠應用（黃線）
BETAFORCE?是聚氨酯結構膠，適用於總裝車間粘接複合材料和不同材料之間的粘接，例如碳纖維車身粘接，輕量化車頂模塊粘接，塑料尾門和擾流板粘接等等。
BETAFORCE結構膠應用