11月7日,在由常州同泰高导新材料有限公司,上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)、山东爱思信息科技有限公司主办的2025SMM(第十届) 导体线缆工业展览会暨电工材料产业年会——电线电缆高分子材料创新论坛上,中国科学院上海应用物理研究所教授/正高级工程师张聪对“辐照交联新能源材料研究等进展”进行了阐述。

一、150℃新能源汽车高压无卤阻燃电缆材料研究进展
•2019年,新能源汽车高压电缆新团标T/CAS 356-2019正式启动,与以往的高压电缆团标不同的是,此前的团标均只在电线电缆成品的测试方法和判定标准上做出指示,新的T/CAS 356-2019增加了原材料的性能指标,对线缆绝缘护套在高低温循环弯曲以及长期热老化、低温冲击等方面提出了详细的检测标准及规范,从而有效保障新能源车辆的安全行驶。
•新T/CAS 356-2019标准中,采用低烟无卤阻燃聚烃材料有C、D二大类,分别是C类:125℃辐射交联低烟无卤阻燃聚烯烃材料,D类:150°C辐射交联低烟无卤阻燃聚烯烃材料。
•同时:比亚迪公司对150℃辐射交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料具有更高的要求,比如抗张强度>12MPa,断裂伸长率≥400%。
其还对绝缘和护套机械物理等性能进行了阐述。
具体配方成分:
1、聚合物基材:主基材EVA(VA=28~45、MI=0.5~6),其他基材包括: LDPE、聚烯烃弹性体(EPDM、POE等)、 聚烯烃弹性体相容剂等;
2、阻燃剂:主要无机阻燃剂、少量磷氮阻燃剂等;
3、加工助剂:复合抗氧剂、润滑剂、交联剂等。
1)EVA:VA=28,MI=3~6,价格较低,性能满足团标T/CAS356-2019标准。
其还列举了比亚迪公司对150 ℃新能源汽车高压无卤阻燃电缆材料的主要技术指标。
最新研究进展:
2) 85A:EVA:VA=40~45.MI=3~6,价格较高。
3) 96A:EVA:VA=28.MI=3~6,LDPE,价格低廉。

总 结
•研制了3款150℃新能源汽车高压电缆料:
1、采用28%VA含量的EVA,成本较低,性能满足团标;
2、采用40 ~45%VA含量的EVA,柔软性好(85A),成本较高,机械性能及老化性能(短期老化)满足比亚迪公司要求;
3、采用28%VA含量的EVA及LDPE,硬度高(94A),成本较低,机械性能及老化性能(短期老化)满足比亚迪公司要求(低成本)。
二、125/150℃新能源汽车无卤阻燃热收缩材料研究进展
(一)、125℃新能源汽车无卤阻燃热收缩材料研究进展:
标准要求:
1)无卤阻燃;
2)材料通过UL94 V0级(1mm)
3) 热缩管阻燃:UL224 VW-1或GB/T2408 V0/HB
4)机械性能:UL224
5) 其他性能:如耐电压、耐磨,按各新能源汽车厂要求
热收缩材料及套管制造工艺
•热收缩母料制造工艺:密炼+ 提升+锥双喂料 + 双单螺杆挤出+ 热切粒。
热收缩套管制造工艺:挤出 +辐照交联+扩张。
具体配方成分:
(1)聚合物基材:主基材EVA(VA=28、MI=3~6), 其他基材包括:聚烯烃弹性体(EPDM、POE等)、SEBS、 聚烯烃弹性体相容剂等;
(2)阻燃剂:少量无机阻燃剂、大量磷氮阻燃剂等;
(3)加工助剂:复合抗氧剂、润滑剂、交联剂等;
其还介绍了材料阻燃性能:通过UL94 V0级(1mm);热缩管性能:耐电压:4200V/60s通过,阻燃:UL224VW-1, 耐磨: ≥1万次等内容。
(二)、150℃新能源汽车无卤阻燃热收缩材料研究进展:
标准:除了耐温不同,其他性能同125 ℃新能源汽车无卤阻燃热收缩材料
具体配方成分:
(1)聚合物基材:主基材EVA(VA=28~40、MI=0.5~6); 其他基材包括:聚烯烃弹性体(EPDM、POE 等)、 SEBS、聚烯烃弹性体相容剂等;
(2)阻燃剂:无机阻燃剂、有机改性纳米蒙脱土少量磷氮阻燃剂等;
(3)加工助剂:复合抗氧剂、润滑剂、交联剂等。
1、150℃无卤无磷(不含任何磷元素)阻燃热缩料(150HFWP): EVA(VA=40),阻燃剂全部采用无机阻燃剂及有机改性纳米蒙脱土。
2、150℃无卤无红磷阻燃热缩料(150HFP): EVA(VA=28),阻燃剂:无机阻燃剂、少量磷氮阻燃剂。
总 结
研制了3款无卤阻燃新能源汽车热缩管:
1、125℃新能源汽车无卤阻燃热收缩材料(125HFP),采用无机阻燃剂及磷氮阻燃剂,阻燃好,成本比含卤阻燃低;
2、150℃新能源汽车无卤无磷阻燃热收缩材料(150HFWP),全部采用无机阻燃剂,材料更环保,通过250℃/4h热冲击(难度高);
3、150℃新能源汽车无卤阻燃热收缩材料(150HFP),采用无机阻燃剂及磷氮阻燃剂,阻燃好,密度低。
三、其他新能源材料研究进展
1、核级电缆材料、K1电缆研发进展及主要成果:
2011年,中国科学院上海应用物理研究所开始承担中国科学院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统(TMSR)”项目,也就是通常说的“第四代核反应堆”,本项目组承担TMSR子课题“堆其他材料-聚合物材料(核级电缆材料)”研制工作。
因TMSR项目没有明确的电缆性能要求,所以研制的核级电缆材料及电缆主要参考三代核电“华龙一号”K1电缆性能指标。
三代核电“华龙一号”K1电缆主要技术性能

取得的主要成果
1)研制的核级K1/K3电缆材料全部通过三代核电60年热寿命评估;2)制备的核级电缆耐γ射线辐照剂量达1948kGy,满足三代核电“华龙一号”1500kGy耐辐照要求,LOCA试验(“华龙一号” 标准);3)制备的K1电缆电性能、机械性能、无卤阻燃等性能符合《核电站用1E级电缆通用要求》GB/T22577-2008。4)核级电缆材料申请了7项发明专利,2项专利授权……
此外,其对核级热收缩材料研发进展及主要成果、上海应用物理研究所辐照设备与分析测试、加工设备简介和辐射交联高分子材料研究团队等内容进行了介绍。










