يعد الانفلات الحراري أحد أهم تحديات السلامة في أنظمة بطاريات الليثيوم أيون.
عندما تدخل خلية البطارية في نطاق الهروب الحراري، يمكن أن تنتقل الحرارة الشديدة واللهب والغازات ذات درجة الحرارة العالية بسرعة إلى الخلايا والوحدات المجاورة. تساعد مواد الحماية الحرارية الفعالة على مقاطعة أو تأخير مسار الانتشار من خلال توفير العزل الحراري ومقاومة اللهب والفصل المادي.
تقوم شركة XYFOAMS بتطوير مواد رغوة السيليكون المركبة والسيراميك لخلايا البطارية والحماية الحرارية على مستوى العبوة.
تجمع مواد الحماية الحرارية المنفلتة لدينا بين العزل الحراري ومقاومة اللهب والعزل الكهربائي والتوسيد والثبات الهيكلي في درجات الحرارة العالية لتلبية متطلبات حماية البطارية المختلفة.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
الحواجز الحرارية من خلية إلى أخرى
توسيد الخلايا والعزل الحراري
الحماية الحرارية من وحدة إلى وحدة
حماية علبة البطارية
غطاء البطارية للحماية من الحرائق
عزل لوحة التبريد والتوسيد
العزل الكهربائي للجهد العالي
أنظمة بطاريات تخزين الطاقة
تم تصميم SSG-C وSSG-E للعمل كحواجز حرارية داخل أنظمة البطاريات.
عندما تتعرض الخلية للانفلات الحراري، تساعد المادة على تقليل نقل الحرارة وانتشار اللهب نحو الخلايا والمكونات المجاورة، مما يوفر وقتًا إضافيًا لحماية نظام البطارية.
SSG-E عبارة عن رغوة سيليكون مكونة من السيراميك.
في ظل ظروف التشغيل العادية، تظل المادة ناعمة ومرنة وقابلة للضغط. في ظل التعرض الحراري الشديد، تتحول رغوة السيليكون تدريجيًا إلى السيراميك وتشكل بنية سيراميكية صلبة ذاتية الدعم.
يسمح هذا التحول للمادة بالحفاظ على وظيفتها الحاجزة حتى بعد التعرض للحرارة الشديدة.
بالنسبة لـ SSG-E49، يحدث تحول السيراميك عند حوالي 450-500 درجة مئوية ، مع الحفاظ على البنية الخزفية المسامية الناتجة سلامة هيكلية جيدة.
يوفر الهيكل الخلوي الدقيق لـ SSG-E توصيلًا حراريًا منخفضًا وعزلًا حراريًا.
وهذا يجعلها مناسبة لوضعها بين خلايا البطارية، وحول وحدات البطارية وداخل هياكل حزمة البطارية حيث يعد تقليل نقل الحرارة أمرًا بالغ الأهمية.
على عكس ألواح السيراميك الصلبة أو المواد العازلة الحرارية التقليدية، يوفر SSG-E توسيدًا مرنًا قبل التعرض للحرارة.
يمكنه استيعاب تفاوتات الأبعاد وتوسيع الخلايا والحركة الميكانيكية مع الحفاظ على ضغط الاتصال.
يتوفر أيضًا أداء CFD مخصص وفقًا لمتطلبات التطبيق.
يوفر SSG-E مقاومة عالية للهب وخصائص دخان منخفضة قبل عملية السيراميك.
تحقق درجات SSG-E المدرجة UL94 V-0 . أداءً مقاومًا للهب
يجمع SSG-E بين الحماية الحرارية والعزل الكهربائي، مما يجعله مناسبًا لأنظمة البطاريات حيث يجب أن توفر الحواجز الحرارية أيضًا العزل الكهربائي.
توفر الدرجات المدرجة قوة عازلة تبلغ ≥3.0 كيلو فولت/مم.
تم تصميم SSG-E لبيئات درجة الحرارة الصعبة.
تحدد معلومات المنتج الحالية نطاق درجة حرارة التشغيل الموصى به تقريبًا -55 درجة مئوية إلى +200 درجة مئوية ، بينما تمتد وظيفة الحماية الحرارية للمادة إلى درجات حرارة أعلى بكثير أثناء الحدث الحراري.
تم تصميم SSG-E لأنظمة بطاريات الليثيوم أيون التي تتطلب توسيدًا ميكانيكيًا وحماية حرارية هاربة.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
توسيد خلية الحقيبة
الحواجز الحرارية من خلية إلى أخرى
حماية الخلايا المنشورية
وحدة العزل الحراري
الحواجز الحرارية من وحدة إلى وحدة
حماية علبة البطارية
غطاء البطارية للحماية من الحرائق
يمكن وضع المادة بين الخلايا أو حول الوحدات لتوفير التوسيد أثناء التشغيل العادي والحماية الحرارية أثناء الأحداث الحرارية غير الطبيعية.
تحتوي أنظمة بطاريات تخزين الطاقة الكبيرة على خلايا ووحدات متعددة داخل حاويات مدمجة.
يمكن استخدام SSG-E كحاجز حراري داخلي لتقليل الانتشار الحراري بين مكونات البطارية المجاورة.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
وحدات البطارية ESS
فواصل الخلايا
الحواجز الحرارية النموذجية
عزل خزانة البطارية
حماية علبة البطارية
منصات توسيد مقاومة للحريق
يمكن استخدام SSG-E في أنظمة بطاريات المركبات الكهربائية والنقل حيث تتطلب الحماية الحرارية خفيفة الوزن والتوسيد والعزل الكهربائي.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
حزم بطارية EV
أنظمة البطاريات الهجينة
حاويات البطارية ذات الجهد العالي
أنظمة بطاريات النقل بالسكك الحديدية
حماية وحدة البطارية
العزل الكهربائي وخصائص مقاومة اللهب لرغوة السيليكون السيراميكية تجعلها مناسبة للمكونات ذات الجهد العالي والمرفقات الكهربائية التي تتطلب حماية حرارية إضافية.
يمكن وضع SSG-E بين خلايا الحقيبة لتوفير التوسيد الميكانيكي والعزل الحراري.
أثناء التشغيل العادي، تستوعب الرغوة توسع الخلايا وتغير الأبعاد.
أثناء الحدث الحراري، توفر المادة حاجزًا حراريًا وتتحول إلى السيراميك تدريجيًا تحت درجة حرارة عالية.
الدرجات الموصى بها: SSG-E25 / SSG-E40 / SSG-E45 / SSG-E49
يمكن اختيار الدرجة المناسبة وفقًا لقوة الضغط المطلوبة وبنية الخلية.
يمكن تركيب SSG-E مباشرة بين خلايا البطارية المجاورة.
يساعد مزيجها من الموصلية الحرارية المنخفضة ومقاومة اللهب والقدرة على تشكيل السيراميك على تقليل النقل الحراري بين الخلايا المجاورة.
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب دعم ضغط أعلى، درجات الكثافة الأعلى مثل SSG-E45 وSSG-E49 . يمكن النظر في
يمكن استخدام SSG-E حول وحدات البطارية لإنشاء حاجز حراري بين الوحدات أو بين الوحدة وحاوية البطارية.
يوفر هيكل الرغوة العزل والتوسيد مع الحفاظ على المرونة أثناء التجميع.
يمكن استخدام SSG-E بين وحدات البطارية وهياكل التبريد حيث تكون هناك حاجة إلى التوسيد والحماية الحرارية في وقت واحد.
يمكن أن يعوض هيكل الرغوة المرنة تفاوتات الأبعاد مع توفير العزل الحراري.
يمكن تثبيت SSG-E أسفل أو حول أغطية حزمة البطارية لتوفير طبقة حماية حرارية إضافية.
في الظروف العادية، توفر الرغوة التوسيد والعزل. تحت التعرض للحرارة الشديدة، فإنه يخضع للسيراميك ويشكل هيكلًا وقائيًا.
SSG-C عبارة عن شريط مركب من السيراميك غير الرغوي مصمم بشكل أساسي للحواجز الحرارية الرفيعة والمرنة والحماية من درجات الحرارة العالية.
هيكل الشريط الخاص به يجعله مناسبًا للمواقع التي تكون فيها مساحة التثبيت محدودة وتتطلب طبقة حماية حرارية رقيقة.
رقيقة ومرنة
مقاومة درجات الحرارة العالية
مقاومة اللهب
العزل الحراري
العزل الكهربائي
مناسبة لقطع القوالب المخصصة
مناسبة للتصفيح متعدد الطبقات
الحواجز الحرارية من خلية إلى أخرى
الحواجز الحرارية من وحدة إلى وحدة
حماية علبة البطارية
العزل الكهربائي
حماية غطاء حزمة البطارية
واجهات هيكلية ذات درجة حرارة عالية
SSG-E عبارة عن رغوة سيليكون مكونة من السيراميك تم تطويرها خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب كلاً من التوسيد والحماية الحرارية.
قبل عملية السيراميك، يتصرف SSG-E كرغوة سيليكون مرنة تتمتع بمرونة ممتازة وأداء ضغط وعزل حراري.
عند تعرضها للحرارة الشديدة، تتحول المادة تدريجيًا إلى هيكل يشبه السيراميك وتحتفظ بدرجة من قوة الدعم الذاتي بعد التعرض للحرارة.
وهذا يجعل SSG-E مختلفًا بشكل أساسي عن رغوة السيليكون التقليدية:
عملية عادية
توسيد + مرونة الضغط + عزل حراري + عزل كهربائي
↓
التعرض الحراري الشديد
سيراميك + حماية من اللهب + حاجز حراري + دعم هيكلي
تغطي سلسلة SSG-E حاليًا أربع درجات أداء رئيسية: E25 وE40 وE45 وE49 ، مما يوفر مستويات مختلفة من الكثافة وقوة الضغط لهياكل البطاريات المختلفة.
ملكية |
SSG-E25 |
SSG-E40 |
SSG-E45 |
SSG-E49 |
|---|---|---|---|---|
الكثافة (جم/سم³) |
0.28 |
0.40 |
0.45 |
0.52 |
إجهاد الضغط @ 25% (كيلو باسكال) |
40 |
65 |
120 |
170 |
قوة الشد (ميغاباسكال) |
≥0.20 |
≥0.30 |
≥0.30 |
≥0.30 |
استطالة (٪) |
≥60 |
≥60 |
≥60 |
≥60 |
ضبط الضغط عند 100 درجة مئوية (%) |
≥5 |
≥5 |
≥5 |
≥5 |
امتصاص الماء (٪) |
<5 |
<5 |
<5 |
<5 |
درجة حرارة التشغيل الموصى بها (درجة مئوية) |
-55 إلى 200 |
-55 إلى 200 |
-55 إلى 200 |
-55 إلى 200 |
تصنيف اللهب |
V-0 |
V-0 |
V-0 |
V-0 |
قوة العزل الكهربائي (كيلو فولت/مم) |
≥3.0 |
≥3.0 |
≥3.0 |
≥3.0 |
الموصلية الحرارية (W/m·K) |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
الامتثال البيئي |
بنفايات |
بنفايات |
بنفايات |
بنفايات |
تشترك الدرجات الأربع في نفس خصائص العزل الحراري ومثبطات اللهب والعزل الكهربائي، بينما تزداد كثافتها وضغط الضغط تدريجيًا من E25 إلى E49.
SSG-E25 — قوة ضغط منخفضة
الكثافة المنخفضة وضغط الضغط المنخفض يجعل E25 مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب توسيدًا ناعمًا وقوة ضغط منخفضة.
التطبيقات النموذجية:
توسيد خلية الحقيبة
فواصل الخلايا الناعمة
حواجز حرارية منخفضة الحمل
توسيد الالكترونيات
SSG-E40 — قوة ضغط متوسطة
يوفر E40 التوازن بين النعومة والتوسيد والدعم الميكانيكي.
التطبيقات النموذجية:
توسيد من خلية إلى خلية
عزل وحدة البطارية
تطبيقات الحاجز الحراري العامة
حماية علبة البطارية
SSG-E45 — قوة ضغط متوسطة إلى عالية
يوفر E45 ضغطًا أعلى للتطبيقات التي تتطلب دعمًا ميكانيكيًا أقوى مع الحفاظ على العزل الحراري ومقاومة اللهب.
التطبيقات النموذجية:
توسيد خلية البطارية
الحواجز الحرارية النموذجية
دعم لوحة التبريد
هياكل البطارية ذات التحميل العالي
SSG-E49 — قوة ضغط عالية
E49 هي أعلى درجة ضغط بين الدرجات القياسية الأربعة المدرجة.
بكثافة تبلغ حوالي 0.52 جم/سم مكعب وضغط ضغط يبلغ حوالي 170 كيلو باسكال عند ضغط 25% ، تم تصميم E49 للتطبيقات التي تتطلب دعمًا ميكانيكيًا أعلى وحماية حرارية.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
بطانة خلية عالية الحمل
الحواجز الحرارية من خلية إلى أخرى
الحماية الحرارية للوحدة
دعم لوحة التبريد
حماية غطاء حزمة البطارية
الحواجز الحرارية الهيكلية
ويوضح SSG-E49 أيضًا ما يقرب من 2.8% من الضغط المضبوط عند 100 درجة مئوية في بيانات تطبيق الشركة، مما يدعم استقرار الأبعاد على المدى الطويل تحت الضغط.
تم تصميم سلسلة SSG-E مع زيادة ضغط الضغط تدريجيًا من E25 إلى E49.
يتيح ذلك للمهندسين مطابقة الاستجابة الميكانيكية للرغوة مع فجوات الخلايا المختلفة ونسب الضغط ومتطلبات الدعم.
إجهاد الضغط بنسبة 25%:
E25: 40 كيلو باسكال
E40: 65 كيلو باسكال
E45: 120 كيلو باسكال
E49: 170 كيلو باسكال
يسمح تقدم الدرجة باختيار المادة وفقًا للتوازن المطلوب بين التوسيد الناعم والدعم الهيكلي.
توفر جميع درجات SSG-E الأربعة المدرجة ما يلي:
الموصلية الحرارية: 0.07 واط/م·ك
درجة حرارة التشغيل الموصى بها: -55 درجة مئوية إلى +200 درجة مئوية
القدرة على تشكيل السيراميك بدرجة حرارة عالية
مقاومة اللهب
العزل الحراري
لقد تم إثبات أن SSG-E49 يشكل هيكلًا خزفيًا ذاتي الدعم عند درجة حرارة تتراوح بين 450-500 درجة مئوية تقريبًا تحت التعرض الحراري.
توفر سلسلة SSG-E ما يلي:
UL94 V-0
قوة العزل الكهربائي: ≥3.0 كيلو فولت/مم
خصائص الدخان المنخفض
الامتثال لـ RoHS
تسمح هذه الخصائص لـ SSG-E بالجمع بين الحماية الحرارية والعزل الكهربائي داخل نفس المكون.
يمكن توفير SSG-E وتخصيصه وفقًا لهيكل البطارية ومتطلبات التحويل.
درجة |
كثافة |
الضغط بنسبة 25% |
الموقف الموصى به |
|---|---|---|---|
SSG-E25 |
0.28 جرام/سم3 |
40 كيلو باسكال |
بطانة ناعمة / حاجز حراري منخفض الحمل |
SSG-E40 |
0.40 جم/سم3 |
65 كيلو باسكال |
توسيد / عزل الخلايا العامة |
SSG-E45 |
0.45 جم/سم3 |
120 كيلو باسكال |
توسيد عالي الحمل / حماية الوحدة |
SSG-E49 |
0.52 جم/سم3 |
170 كيلو باسكال |
توسيد عالي الحمولة / حاجز حراري |
اعتمادًا على تصميم البطارية، يمكن تخصيص SSG-E في:
سماكة
عرض
طول
كثافة
إجهاد الضغط
خصائص العقود مقابل الفروقات
دعم لاصق
المعالجة السطحية
هيكل التصفيح
هندسة مقطوعة بالقالب
يتوفر أداء CFD مخصص لتصميمات البطاريات الخاصة بالتطبيقات.
يجب أن يأخذ اختيار المواد بعين الاعتبار:
نوع الخلية ← توسيع الخلية ← نسبة الضغط ← إجهاد الضغط المطلوب ← السُمك ← الحمل الحراري ← مساحة التثبيت
يمكن تقطيع لفات SSG-E إلى عروض مخصصة لتجميع البطارية تلقائيًا.
يمكن تغليف SSG-E بطبقات لاصقة أو أفلام أو مركبات خزفية أو مواد وظيفية أخرى لإنشاء هياكل حماية حرارية متعددة الطبقات.
يمكن تحويل SSG-E إلى تخصيص:
فواصل الخلايا
الحواجز الحرارية
منصات توسيد
منصات عزل الوحدة
منصات حماية غطاء البطارية
مكونات حماية الموصل
جوانات الحماية الحرارية المخصصة
استنادًا إلى رسومات العملاء وبنية البطارية، يمكن لشركة XYFOAMS توفير مكونات SSG-E مخصصة بسماكة وهندسة وخصائص ضغط وبنية لاصقة محددة.
الحماية من الانفلات الحراري ليست مجرد مسألة اختيار المادة ذات المقاومة الأعلى لدرجات الحرارة.
تعتمد المادة الصحيحة على:
بنية الخلية ← مسار الانتشار الحراري ← متطلبات الضغط ← مساحة التثبيت ← الحمل الحراري ← أداء الحماية المطلوب
يعتبر SSG-C مناسبًا عند حاجز مركب سيراميكي رفيع ومرن . الحاجة إلى
يوفر SSG-E مجموعة أكثر شمولاً من:
توسيد + عزل حراري + مقاومة اللهب + عزل كهربائي + حماية من السيراميك
مع أربع درجات قياسية من E25 إلى E49 ، يسمح SSG-E للمهندسين باختيار أداء الضغط المناسب لهياكل خلايا ووحدات البطارية المختلفة.
توفر XYFOAMS مواد رغوية من السيراميك والسيليكون المركب لتطبيقات بطارية EV وتخزين الطاقة.
تغطي قدراتنا:
تطوير المواد ← اختيار الدرجة ← اختبار الأداء ← التصفيح ← قطع القالب ← المكونات المخصصة ← الإنتاج الضخم
اطلب البيانات الفنية أو العينات أو المكونات المقطوعة بالقالب المخصصة لمشروع الحماية الحرارية للبطارية الخاصة بك من SSG-E.
