铜铝排专题：绝缘材料怎么选？
电池包内铜排绝缘材料的选择需围绕电池包工况、性能需求、工艺适配性等方面，结合绝缘材料特性进行匹配。以下是具体选择逻辑与步骤：
一、电池包的核心工况要求
绝缘材料的选择需从电池包的实际工作环境出发，锁定关键约束条件：
1、温度范围：
若电池包长期工作在 – 40℃~80℃（如小型储能设备），可选择 PVC、普通 PA66 等中耐温材料；
若面临 – 40℃~120℃的宽温波动（如新能源汽车动力电池包），需选用 TPEE、PBT+GF、环氧树脂等耐温性更优的材料；
若存在局部高温（如靠近电芯的铜排，短期达 150℃以上），则需升级至 PPS、PI 等高性能材料。
2、电压等级与绝缘安全：
低压铜排（≤300V，如信号采集铜排）：绝缘电阻≥10¹²Ω、耐击穿电压≥15kV/mm 即可，PVC、普通 PA 可满足；
高压铜排（300V~1000V+，如主回路铜排）：需绝缘电阻≥10¹⁴Ω、耐击穿电压≥20kV/mm，优先选环氧树脂、TPEE、PPS 等。
3、机械与环境应力：
振动冲击强的场景（如汽车行驶中的电池包）：需材料兼具柔韧性与附着力，TPEE（耐疲劳）、硅橡胶（高弹性）是优选；
存在电解液泄漏风险的场景（如电芯破损可能）：需耐碳酸酯类腐蚀，环氧树脂（浸粉工艺）、PPS 的耐化学性更可靠；
铜排需频繁弯折的场景（如模组间柔性连接）：优先选 TPEE、硅橡胶等弹性材料，避免刚性材料（如 PVC）因弯折开裂。
二、热塑性塑料与热固性塑料的特性及区别
塑料按高分子结构及加工特性分为热塑性和热固性塑料，二者差异显著：
1、热塑性塑料
分子呈线性或支链状结构，无化学交联，仅靠分子间作用力结合。加工时可反复加热熔融并重塑，过程可逆，适合灵活塑形和量产。
其柔韧性较好，部分材料可弯曲、拉伸，但耐热性较低，高温下易变形，且易于回收利用，典型代表有 PVC、PA、PBT、TPEE、PPS、PI 等。
2、热固性塑料
分子链通过化学交联形成三维网状结构，分子间结合牢固。首次加热时可软化塑形，同时发生不可逆的化学交联反应，固化后再次加热不会软化或熔融，无法二次加工。
其刚性好、硬度高，机械强度（如抗压、耐磨）优异，耐热性较高，高温下不易变形，耐溶剂性和耐老化性通常优于热塑性塑料，但难以回收，典型代表包括环氧树脂、酚醛树脂、硅橡胶（非塑料）等。
三、电池包内铜排常用绝缘材料及特性
结合塑料材料金字塔结构（从通用到高性能工程塑料），常用绝缘材料分类及特性如下：
1、热塑性塑料
PVC：通用塑料，成本低，有一定柔韧性和绝缘性，长期使用温度低，适合低温至中温环境。
PA：含 PA66、PA12 等。PA66 属工程塑料，机械强度高、耐热性较好；PA12 为高性能工程塑料，柔韧性和耐低温性卓越，耐化学腐蚀性较好。
PBT：工程塑料，加玻璃纤维后（PBT+GF），机械强度、尺寸稳定性及耐热性提升，可耐 120℃左右高温。
TPEE：工程塑料，融合橡胶弹性与塑料加工性，宽温下保持良好柔韧性、耐疲劳性与绝缘性。
PPS：高性能工程塑料，长期耐温达 200℃以上，绝缘性、化学稳定性优异。
PI：高性能工程塑料，长期耐温达 260℃以上，各项性能突出，适应极端高温。
2、热固性塑料
环氧树脂：固化后成坚固三维结构，绝缘性、耐热性、耐腐蚀性强。
硅橡胶：耐高低温性优异，柔韧性和弹性佳，抗老化、耐臭氧性强。
三、匹配材料核心性能指标
基于工况要求，筛选材料关键性能指标：
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核心性能 |
关键指标要求 |
适配材料举例 |
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耐热性 |
长期使用温度≥电池包最高工作温度 + 20℃ |
80℃以下选 PVC；120℃选 TPEE、PBT；150℃以上选 PPS、PI；PA12 适合有低温需求的复杂工况 |
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绝缘可靠性 |
绝缘电阻≥10¹²Ω（高压≥10¹⁴Ω），耐击穿电压≥20kV/mm |
高压选环氧树脂、TPEE、PPS；低压选 PVC、普通 PA；PA12 经处理可用于部分高压场景 |
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机械强度 |
绝缘层剥离强度≥3N/mm（抗振动脱落） |
注塑件（PBT+GF、PA66+GF）、环氧树脂浸粉；PA12 注塑配件可满足一定机械强度要求 |
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耐腐蚀性 |
浸泡电解液 300 小时无开裂 / 溶胀 |
环氧树脂（浸粉）、PPS、硅橡胶（氟改性）、PA12 |
四、铜排结构与工艺适配性
1、长直铜排
优先挤塑工艺，适配 TPEE、PVC、PPS、PA12 等热塑性材料，可连续生产，绝缘层厚度均匀。
2、异形铜排
需集成绝缘支架 / 卡扣：首选注塑工艺，PBT+GF、PA66+GF、PA12 等可一体成型复杂结构。
表面复杂：浸粉工艺合适，环氧树脂、PA66、PA12 等可无死角包覆。
3、小批量 / 定制化铜排
可选浸塑（如 PVC）或手工缠绕（如 PI 薄膜），PA12 也可通过合适工艺实现绝缘。
五、总结：选择的逻辑
工况定底线：根据温度、电压、振动等工况，确定材料性能下限，如 120℃工况需材料耐温≥140℃。
结构定工艺：依铜排形状选加工方式，结合材料的热塑性或热固性特点，选择适配工艺，确保生产可行性与产品质量。
综合考量可实现绝缘材料 “性能达标、工艺可行” 的优化选择，保障电池包的电气安全与寿命。
六、文中涉及的材料缩写解释：
PVC（聚氯乙烯）：一种通用塑料，具有良好的绝缘性和加工性，成本较低。
PA（聚酰胺）：俗称尼龙，是一类性能优良的工程塑料，具有较高的机械强度和耐磨性。
PA66（聚酰胺 66）：聚酰胺的一种，由己二酸和己二胺缩聚而成，机械强度高、耐热性较好。
PA12（聚酰胺 12）：聚酰胺的一种，由十二碳内酰胺聚合而成，柔韧性和耐低温性优异。
PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）：一种常用的工程塑料，具有良好的机械性能和绝缘性。
PBT+GF（聚对苯二甲酸丁二醇酯 + 玻璃纤维）：添加玻璃纤维增强的聚对苯二甲酸丁二醇酯，机械强度和尺寸稳定性大幅提升。
TPEE（热塑性聚酯弹性体）：一种兼具橡胶弹性和塑料可加工性的材料，柔韧性和耐疲劳性好。
PPS（聚苯硫醚）：一种高性能工程塑料，具有优异的耐高温性、耐腐蚀性和绝缘性。
PI（聚酰亚胺）：一种高性能工程塑料，长期使用温度高，各项性能优异，适用于极端环境。
GF（玻璃纤维）：一种无机非金属材料，常作为增强材料添加到塑料中，以提高其机械性能。
本篇文章来源于: 新能源安全技术
