胶水话题博客
可持续能源来源正日益满足能源需求。例如，在美国，可再生能源的使用从2024年到2025年增长了8.8%，现在已产生近四分之一的国家电力。
进一步扩大太阳能、风能和波浪能等新能源来源的规模，需要投资于电池储能系统（BESS）。这些设备可以存储能源并根据需要释放电力，为广泛使用提供可靠的供应。
胶粘剂在BESS组件中起到粘接、冷却和绝缘的作用，帮助确保系统在其生命周期内高效地生产电力。在监控和控制电池单元使用的电池管理系统（BMS）中，胶粘剂也提供了类似的重要功能。随着BESS设计不断发展以满足新能源增长需求，行业将需要创新的胶粘剂解决方案来满足新的要求。
世界需要更智能、更安全的能源储存解决方案
根据国际能源署的数据，可再生能源预计到2030年将满足全球近一半的能源需求。全球能源储存容量预计将在未来几年内达到兆瓦时的标志——这是描述大量能源的基准。
能源储存解决方案对于扩大新能源使用至关重要，因为可再生能源的生产率可能会有所波动。
“太阳能和风能并不总是‘开启’，”H.B. Fuller的ePower/储能与清洁能源业务经理Florian Schloegl解释道。“电池储能系统可以帮助解决供需问题。多余的能源被储存起来，然后在生产低或需求增加时释放。”
BESS通过以下方式支持新能源增长：
- 削峰填谷：BESS可以在需求高峰期释放能源，使客户在此期间无需从电网中获取电力，从而减轻电网的压力。
- 电网稳定：将能源储存在BESS中有助于确保在需求高峰期电力的可用性。
- 去中心化：从多个来源获取电力减少了社区对单一电厂的依赖。如果当地电厂发生紧急停机，拥有同时从BESS获取电力的电网的客户仍然可以为医疗设备等重要物品供电。
- 优化即将到来的项目：目前正在进行的大型清洁能源项目将需要BESS来最大化其产生的所有能源。
当今电池储能系统的内部结构
一个BESS单元通常包括电池模块、电池管理系统（BMS）以及将直流电转换为交流电的逆变器，以实现电池与电网之间的能量转换。这些组件通常被安置在一个类似于储存容器的单一结构中。结构的大小、电池数量和电池排列因用途而异。
尽管BESS设计各不相同，但所有系统都依赖胶粘剂和密封剂。胶粘剂和密封剂提供：
- 结构支持和粘接：胶粘剂将BESS组件粘接在一起，例如电池模块中的冷却板和电池单元。胶粘剂制造商可以根据用途配制不同水平的结构支持胶粘剂。
- 热管理：强大的电池产生的热量必须有去处。胶粘剂和填隙剂将热量从电池单元传递到散热器，使电池能够按预期运行尽可能长的时间。封装剂有助于防止热失控，这可能导致火灾。如果单个电池单元发生火灾，封装剂会隔离该单元以防止火灾蔓延。
- 保护：密封剂和垫圈保护组件免受湿气、湿度和环境因素的影响，这些因素可能会损坏设备或降低其耐久性。
- 电气绝缘：电介质涂层防止电池组件之间的电弧，避免短路。
每种密封剂或胶粘剂在BESS中的具体使用方式取决于最终应用。例如，位于农村地区硬质碎石垫上的BESS不需要高结构胶粘剂来防止振动。然而，如果该BESS包含大量非常密集的电池组并产生大量热量，则需要封装剂来防止火灾。
BESS和BMS：新能源的最佳搭档
每个BESS都需要一个高度智能的BMS来监控电池性能。BMS是电子系统，用于跟踪每个电池的充电状态（电池单元中的能量流动），记录电池容量，并保护电池单元免受过度充电和过度使用。BMS在每个电池的整个生命周期内跟踪这些指标，以确定其健康状态，帮助操作员识别哪些电池需要更换。BMS帮助BESS更长时间地更好地运行，BMS越智能，BESS就越高效。
BMS制造商依赖胶粘剂来安装印刷电路板（PCB）组件、容纳PCB、密封高压连接器和外壳，并将热量从PCB传递到散热器。随着BMS变得更强大，它们产生更多的热量，需要更复杂的热界面材料（TIMs），例如液体封装剂，将热量从系统中散开。
管理新能源储存风险
许多BESS系统使用锂离子电池，这些电池在使用过程中可能会过热。虽然罕见，但电池火灾可能难以扑灭且危险。BMS通过限制过度使用的电池单元的充电来帮助降低火灾风险。此外，在电池设计中加入阻燃封装剂可以降低发生破坏性火灾的风险。
BESS在使用前必须满足监管要求。常见的法规包括：
- UL 9540——能源储存安全标准：列出了评估能源储存系统危险的标准，要求通信系统向操作员发出安全问题警报等。
- UL 9540A——评估电池储能系统热失控火灾传播的测试方法：确保BESS符合消防安全和建筑规范要求。
- NFPA 855——固定能源储存系统安装标准：涵盖了减轻能源储存系统风险的最低要求。
根据BESS的销售地点，它可能需要满足额外或不同的要求。BESS组件经过测试以确保其符合法规。
新能源储存系统的未来
由于BESS不受重量或尺寸的限制，它们为实验新材料和电池单元技术提供了令人兴奋的机会。这些创新是无止境的——也是扩大新能源增长所必需的。
“BESS是非常令人印象深刻的设备，”H.B. Fuller全球业务发展经理Michael Cooper表示。“这些设计和电池有着完全不同的方法，拥有许多不同的电池单元和电解质技术。这些技术带来了自己的一系列问题，但也有自己的一系列需求。”
多年来，行业利益相关者一直在探索锂离子电池的替代品。锂离子电池不仅易燃，而且回收成本高昂，提取锂资源消耗巨大。其他选择包括钠离子电池和固态电池。
磷酸铁锂（LFP）电池是锂离子电池的另一种替代品。虽然LFP电池也含有锂，但它们具有铁磷酸盐阴极，而不是典型的镍、钴和锰阴极。LFP电池设计降低了能量密度但提高了安全性。由于能量密度对BESS设计的重要性低于其他类型的电力储存系统，LFP作为一种具有增强放电和充电效率的成本效益高、热稳定性强且耐用的替代品显示出显著的潜力。
除了采用新的电池技术，BESS还可以为二次使用的电动汽车（EV）电池提供一个家。这些电池在其汽车寿命结束后仍能继续产生能源。随着电动汽车数量的增加，退役电池的数量也将增加。将使用过的电动汽车电池纳入BESS而不是丢弃它们可以最大化其使用。
在未来几年，模块化BESS系统和人工智能驱动的BMS可能会变得越来越普遍。模块化系统提供了更容易的电池单元维修和更换途径。与改造单元相比，通过向BESS添加模块来提高容量也是一种成本效益高的扩展方式。配备定制优化电池单元使用的人工智能算法的BMS可以进一步延长电池寿命。
胶粘剂如何支持下一代BESS
BESS和BMS的进步将需要创新的胶粘剂产品。例如，某些类型的替代电池技术比锂离子电池扩展和收缩更多。粘接这些电池的胶粘剂必须能够在不破裂的情况下延展（拉伸）。
虽然替代电池技术可以降低火灾风险，但高温仍可能使电池过早老化。在BESS设计中加入TIMs以去除热量将仍然是其性能的关键。胶粘剂制造商可以与客户合作，创造新产品或修改现有配方。
“这是我们为电池制造商提供的解决方案导向方法的一部分，”Cooper解释道。“我们可以修改许多材料以促进应力管理、扭转压缩、扭矩甚至三维应力。与工程师讨论需求有助于我们生成和创新将用于下一代应用的产品。”
H.B. Fuller的BESS和BMS胶粘剂解决方案
胶粘剂和密封剂支持新能源储存的增长和创新。H.B. Fuller的BESS和BMS胶粘剂和密封剂产品组合包括：
- EV Protect™泡沫降低BESS单元中的热失控风险。
- EV Seal™密封剂、原位固化垫圈和原位成型垫圈保护电池组免受湿气、灰尘和其他环境危害的影响，同时提供便捷的维护途径。
- EV Therm导热胶粘剂和填隙剂高效散热以提高电池安全性和性能，同时提供防止电弧的电气绝缘，提高整体电池效率。
- EV Bond胶粘剂提供结构支持，并可以替代传统紧固件，开启新的设计可能性。
共同推动新能源增长
建造更高效的BESS单元将帮助新能源生产商满足更大比例的国内和全球能源需求。
想象一下一个风力发电场。在巨大的涡轮机下方是一组BESS单元，它们是新能源生产中更低调但不可或缺的一部分。新能源的未来已经到来——在天空、波浪、风中以及地面上。
当您准备好讨论您的BESS挑战的胶粘剂解决方案时，我们随时与您交流。让我们携手推动新能源增长。
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