智能手机电池模组作为设备能量供给核心，其结构稳定性与散热性能直接决定设备续航与使用安全。电芯作为电池模组的核心部件，需通过胶粘剂实现与外壳、支架的固定及热量传导。其中，导热结构胶凭借 “结构固定 + 热量导出” 的双重功能，成为电芯装配的关键材料。本文聚焦导热结构胶在智能手机电池模组电芯固定中的应用细节，解析其技术要求与工艺适配逻辑。

一、电芯固定对胶粘剂的核心需求

1. 力学性能：常温剪切强度≥15MPa，-40℃低温剪切强度保持率≥80%，确保电芯在 - 20℃~60℃使用环境中不位移；拉伸强度≥20MPa，断裂伸长率≥5%，抵御跌落时的冲击应力（智能手机 1.5 米跌落产生的冲击加速度约 500g）。
2. 导热性能：热导率≥1.5W/(m・K)，高于普通结构胶（0.2-0.3W/(m・K)），可将电芯工作温度降低 3-5℃，避免局部过热导致的容量衰减（温度每升高 10℃，锂电池容量衰减速率增加 1 倍）。
3. 安全特性：满足 UL94 V-0 阻燃等级，不含卤素、重金属等有害物质，通过 RoHS、REACH 等环保法规；固化后体积电阻率≥10¹⁴Ω・cm，确保电芯正负极间的绝缘隔离。

二、适配电芯固定的导热结构胶类型及参数

1. 环氧树脂基导热结构胶

• 基础成分：双酚 A 型环氧树脂 + 胺类固化剂 + 氧化铝 / 氮化硼填料（粒径 5-50μm，填充量 50%-70%）

• 关键参数：热导率 1.5-3W/(m・K)，剪切强度 18-25MPa，固化条件为 80℃/30 分钟或常温 24 小时，固化收缩率≤0.5%

• 适用场景：主流智能手机电芯与金属外壳的固定，如 iPhone、华为旗舰机型的电池模组，依赖其高强度与低收缩特性，避免电芯因胶层收缩产生微变形。

2. 聚氨酯基导热结构胶

• 基础成分：端羟基聚氨酯预聚体 + 异氰酸酯固化剂 + 铝粉 / 氧化锌填料（粒径 10-30μm，填充量 40%-60%）

• 关键参数：热导率 1.2-2W/(m・K)，剪切强度 15-20MPa，断裂伸长率 10%-20%，固化条件为室温 / 4 小时，-40℃剪切强度保持率≥90%

• 曲面屏手机或柔性电池模组，如三星折叠屏手机的电芯固定，利用其柔韧性吸收折叠过程中的应力，避免胶层开裂。

三、电芯固定的胶粘剂应用工艺

1. 表面预处理
   电芯外壳（铝塑膜）与模组支架（PC/ABS 材质）表面需进行清洁，去除油污（残留油分≤5mg/m²）及氧化层；铝塑膜表面通过等离子处理（功率 500W，时间 3 秒）提升表面能至≥40mN/m，确保胶层润湿铺展（接触角≤30°）。
2. 涂胶工艺
   采用点胶阀定量涂布，胶层厚度控制在 0.1-0.3mm，宽度与电芯边缘对齐（偏差≤0.5mm）；点胶速度 50-100mm/s，胶线连续性≥99%（无气泡、断胶），单节电芯涂胶量误差≤±5%（通过称重法检测）。
3. 固化控制
   环氧树脂基胶采用隧道式烘箱固化，温度波动≤±2℃，避免局部过热导致电芯性能衰减；聚氨酯基胶在湿度 40%-60% 的洁净车间（class 1000 级）固化，防止水汽影响固化反应（固化度≥95%，通过 DSC 差示扫描量热法检测）。

四、应用中的性能验证标准

1. 温度循环测试
   在 - 40℃（30 分钟）与 60℃（30 分钟）条件下循环 1000 次，胶层无开裂，电芯位移量≤0.1mm，剪切强度保持率≥75%。
2. 跌落测试
   模组从 1.5 米高度自由跌落至水泥地面（6 个方向各 3 次），胶层无剥离，电芯与支架无相对位移，模组绝缘电阻≥100MΩ（500V 直流电压测试）。
3. 长期可靠性测试
   模组在 45℃、90% RH 环境下放置 1000 小时，胶层吸水率≤1%，剪切强度衰减≤15%，无腐蚀电芯铝塑膜现象（通过外观观察与阻抗测试验证）。

五、技术优化方向

1. 高导热配方：通过纳米氮化硼（粒径 50-100nm）与微米氧化铝复配，将热导率提升至 4-5W/(m・K)，同时保持剪切强度≥18MPa（现有配方热导率上限 3W/(m・K)）。
2. 快速固化工艺：开发 UV - 湿气双固化体系，UV 段（365nm 波长，能量 500mJ/cm²）固化 3 秒实现初固，后续湿气固化 24 小时达最终强度，适配模组自动化产线（节拍时间≤10 秒 / 模组）。

结语