Tepelný únik je jednou z nejkritičtějších bezpečnostních výzev v systémech lithium-iontových baterií.

Když se bateriový článek dostane do tepelného úniku, extrémní teplo, plameny a plyny o vysoké teplotě se mohou rychle přenést do sousedních článků a modulů. Účinné materiály tepelné ochrany pomáhají přerušit nebo zpozdit tuto cestu šíření tím, že poskytují tepelnou izolaci, odolnost vůči plamenům a fyzické oddělení.

XYFOAMS vyvíjí keramické kompozitní a keramiku tvořící silikonové pěnové materiály pro tepelnou ochranu bateriových článků, modulů a balení.

Naše materiály pro tepelnou ochranu proti úniku tepla kombinují tepelnou izolaci, odolnost proti plamenům, elektrickou izolaci, tlumení a vysokoteplotní strukturální stabilitu, aby splňovaly různé požadavky na ochranu baterií.

Mezi typické aplikace patří:

• Tepelné bariéry mezi buňkami

• Buňkové odpružení a tepelná izolace

• Tepelná ochrana mezi jednotlivými moduly

• Ochrana krytu baterie

• Protipožární ochrana krytu baterie

• Izolace a odpružení chladicí desky

• Vysokonapěťová elektrická izolace

• Bateriové systémy pro ukládání energie

Vlastnosti produktu

Ochrana před tepelným únikem

SSG-C a SSG-E jsou navrženy tak, aby fungovaly jako tepelné bariéry v bateriových systémech.

Když článek zaznamená tepelný únik, materiál pomáhá snižovat přenos tepla a šíření plamene směrem k sousedním článkům a součástem, což poskytuje dodatečnou dobu ochrany pro bateriový systém.

Keramická ochrana při vysokých teplotách

SSG-E je silikonová pěna tvořící keramiku.

Za normálních provozních podmínek zůstává materiál měkký, elastický a stlačitelný. Při extrémní tepelné expozici silikonová pěna postupně keramikuje a vytváří tuhou, samonosnou keramickou strukturu.

Tato transformace umožňuje materiálu zachovat si svou bariérovou funkci i po vystavení silnému teplu.

U SSG-E49 nastává keramická transformace při přibližně 450–500 °C , přičemž výsledná porézní keramická struktura si zachovává dobrou strukturální integritu.

Tepelná izolace

Jemná buněčná struktura SSG-E zajišťuje nízkou tepelnou vodivost a tepelnou izolaci.

Díky tomu je vhodný pro umístění mezi články baterie, kolem bateriových modulů a uvnitř struktur bateriových sad, kde je kritické snížení přenosu tepla.

Tlumení a kompresní odolnost

Na rozdíl od tuhých keramických desek nebo tradičních materiálů tepelné bariéry poskytuje SSG-E elastické odpružení před tepelnou expozicí.

Může se přizpůsobit rozměrovým tolerancím, expanzi buněk a mechanickému pohybu při zachování kontaktního tlaku.

K dispozici je také přizpůsobený výkon CFD podle požadavků aplikace.

Odolnost vůči plameni

SSG-E poskytuje vysokou odolnost proti plameni a nízké kouřové vlastnosti před keramikou.

Uvedené třídy SSG-E dosahují UL94 V-0 . odolnosti proti hoření

Elektrická izolace

SSG-E kombinuje tepelnou ochranu s elektrickou izolací, díky čemuž je vhodný pro bateriové systémy, kde tepelné bariéry musí také zajišťovat elektrickou izolaci.

Uvedené druhy poskytují dielektrickou pevnost ≥3,0 kV/mm.

Široká teplotní schopnost

SSG-E je určen pro náročné teplotní prostředí.

Aktuální informace o produktu specifikují doporučený rozsah provozních teplot přibližně -55 °C až +200 °C , přičemž funkce tepelné ochrany materiálu se během tepelné události rozšiřuje na mnohem vyšší teploty.

Oblasti použití

EV bateriové systémy

SSG-E je určen pro systémy lithium-iontových baterií, které vyžadují jak mechanické odpružení, tak tepelnou ochranu.

Mezi typické aplikace patří:

• Polstrování buněk pouzdra

• Tepelné bariéry mezi buňkami

• Ochrana prizmatické buňky

• Modulová tepelná izolace

• Tepelné bariéry z modulu na modul

• Ochrana krytu baterie

• Protipožární ochrana krytu baterie

Materiál může být umístěn mezi články nebo kolem modulů, aby poskytoval odpružení během normálního provozu a tepelnou ochranu během abnormálních tepelných událostí.

Systémy skladování energie

Velké energetické systémy akumulátorů obsahují více článků a modulů v kompaktních skříních.

SSG-E lze použít jako vnitřní tepelnou bariéru ke snížení šíření tepla mezi sousedními součástmi baterie.

Mezi typické aplikace patří:

• bateriové moduly ESS

• Buněčné separátory

• Modulové tepelné bariéry

• Izolace bateriové skříně

• Ochrana krytu baterie

• Ohnivzdorné tlumící podložky

Automobilový průmysl a doprava

SSG-E lze použít v EV a přepravních bateriových systémech, kde je vyžadována lehká tepelná ochrana, odpružení a elektrická izolace.

Mezi typické aplikace patří:

• EV baterie

• Hybridní bateriové systémy

• Kryty vysokonapěťových baterií

• Bateriové systémy železniční dopravy

• Ochrana bateriového modulu

Vysokonapěťové elektrické systémy

Elektrická izolace a nehořlavé vlastnosti keramické silikonové pěny ji činí vhodnou pro vysokonapěťové komponenty a elektrické skříně vyžadující dodatečnou tepelnou ochranu.

Typické aplikace

Buňkové polstrování a tepelná ochrana pouzdra

SSG-E lze umístit mezi pouzdrové buňky, aby poskytly jak mechanické odpružení, tak tepelnou izolaci.

Během normálního provozu se pěna přizpůsobuje expanzi buněk a rozměrovým změnám.

Během tepelného jevu poskytuje materiál tepelnou bariéru a při vysoké teplotě postupně keramikuje.

Doporučené třídy: SSG-E25 / SSG-E40 / SSG-E45 / SSG-E49

Podle požadované kompresní síly a buněčné struktury lze vybrat vhodnou třídu.

Tepelná bariéra mezi buňkami

SSG-E lze instalovat přímo mezi sousední články baterie.

Jeho kombinace nízké tepelné vodivosti, odolnosti proti ohni a schopnosti tvarování keramiky pomáhá snižovat přenos tepla mezi sousedními články.

Pro aplikace vyžadující vyšší podporu komprese třídách s vyšší hustotou, jako jsou SSG-E45 a SSG-E49 . lze uvažovat o

Modul tepelné ochrany

SSG-E lze použít kolem bateriových modulů k vytvoření tepelné bariéry mezi moduly nebo mezi modulem a krytem baterie.

Pěnová struktura poskytuje jak izolaci, tak odpružení při zachování flexibility při montáži.

Podpora chladicí desky a tepelná ochrana

SSG-E lze použít mezi bateriovými moduly a chladicími konstrukcemi, kde je současně vyžadováno tlumení a tepelná ochrana.

Struktura elastické pěny může kompenzovat rozměrové tolerance a zároveň poskytovat tepelnou izolaci.

Ochrana krytu baterie

SSG-E lze nainstalovat pod nebo kolem krytů bateriových sad, aby poskytly další vrstvu tepelné ochrany.

Za normálních podmínek pěna poskytuje odpružení a izolaci. Při extrémním teplu prochází keramikou a vytváří ochrannou strukturu.

Produktová řada

SSG-C — keramická kompozitní páska

SSG-C je nepěnivá keramická kompozitní páska určená především pro tenké, flexibilní tepelné bariéry a vysokoteplotní ochranu.

Díky páskové struktuře je vhodný pro místa, kde je omezený instalační prostor a je vyžadována tenká tepelná ochranná vrstva.

Klíčové vlastnosti

• Tenké a pružné

• Odolnost vůči vysokým teplotám

• Odolnost vůči plameni

• Tepelná izolace

• Elektrická izolace

• Vhodné pro zakázkové vysekávání

• Vhodné pro vícevrstvou laminaci

Typické aplikace

• Tepelné bariéry mezi buňkami

• Tepelné bariéry z modulu na modul

• Ochrana krytu baterie

• Elektrická izolace

• Ochrana krytu baterie

• Vysokoteplotní strukturální rozhraní

SSG-E — Keramická silikonová pěna

SSG-E je keramická silikonová pěna speciálně vyvinutá pro aplikace vyžadující jak odpružení, tak tepelnou ochranu.

Před keramikou se SSG-E chová jako pružná silikonová pěna s vynikající elasticitou, kompresním výkonem a tepelnou izolací.

Při vystavení extrémnímu teplu se materiál postupně přeměňuje na keramickou strukturu a po tepelném vystavení si zachovává určitý stupeň samonosné pevnosti.

Tím se SSG-E zásadně liší od běžné silikonové pěny:

Normální provoz

Tlumení + odolnost v tlaku + tepelná izolace + elektrická izolace

↓

Extrémní tepelná expozice

Keramika + ochrana proti plameni + tepelná bariéra + strukturální podpora

Řada SSG-E v současnosti pokrývá čtyři hlavní výkonnostní třídy: E25, E40, E45 a E49 , které poskytují různé úrovně hustoty a kompresní síly pro různé struktury baterií.

Specifikace řady SSG-E

Tyto čtyři třídy sdílejí stejné tepelné, nehořlavé a elektrické izolační vlastnosti jádra, přičemž jejich hustota a tlakové napětí se postupně zvyšují z E25 na E49..

Výběr třídy

SSG-E25 — Nízká kompresní síla

Nižší hustota a nižší tlakové napětí činí E25 vhodným pro aplikace, kde je vyžadováno měkké odpružení a nízká kompresní síla.

Typické aplikace:

• Polstrování buněk pouzdra

• Měkké separátory buněk

• Nízkozátěžové tepelné bariéry

• Elektronické odpružení

SSG-E40 — Střední kompresní síla

E40 poskytuje rovnováhu mezi měkkostí, odpružením a mechanickou podporou.

Typické aplikace:

• Tlumení mezi buňkami

• Izolace bateriového modulu

• Obecné aplikace tepelné bariéry

• Ochrana krytu baterie

SSG-E45 — Středně vysoká kompresní síla

E45 poskytuje vyšší tlakové namáhání pro aplikace vyžadující silnější mechanickou podporu při zachování tepelné izolace a odolnosti proti plameni.

Typické aplikace:

• Tlumení článků baterie

• Modulové tepelné bariéry

• Podpěra chladicí desky

• Struktury baterií s vyšším zatížením

SSG-E49 — Vysoká kompresní síla

E49 je nejvyšší kompresní třída ze čtyř uvedených standardních tříd.

S hustotou přibližně 0,52 g/cm³ a ​​tlakovým napětím přibližně 170 kPa při 25% stlačení je E49 navržen pro aplikace vyžadující vyšší mechanickou podporu a tepelnou ochranu.

Mezi typické aplikace patří:

• Tlumení buněk s vysokým zatížením

• Tepelné bariéry mezi buňkami

• Tepelná ochrana modulu

• Podpěra chladicí desky

• Ochrana krytu baterie

• Konstrukční tepelné bariéry

SSG-E49 také v aplikačních datech společnosti vykazuje přibližně 2,8% kompresi nastavenou při 100 °C , což podporuje dlouhodobou rozměrovou stabilitu při kompresi.

Výkonnostní index

Mechanický výkon

Řada SSG-E je navržena s progresivně se zvyšujícím tlakovým napětím z E25 na E49.

To umožňuje inženýrům přizpůsobit mechanickou odezvu pěny různým mezerám buněk, kompresním poměrům a požadavkům na podporu.

Kompresní napětí @25%:

• E25: 40 kPa

• E40: 65 kPa

• E45: 120 kPa

• E49: 170 kPa

Progrese stupně umožňuje výběr materiálu podle požadované rovnováhy mezi měkkým odpružením a strukturální podporou.

Tepelný výkon

Všechny čtyři uvedené třídy SSG-E poskytují:

• Tepelná vodivost: 0,07 W/m·K

• Doporučená provozní teplota: -55°C až +200°C

• Schopnost tvarování keramiky za vysokých teplot

• Odolnost vůči plameni

• Tepelná izolace

Specificky bylo prokázáno, že SSG-E49 tvoří samonosnou keramickou strukturu při teplotě přibližně 450–500 °C při tepelné expozici.

Plamen a elektrický výkon

Řada SSG-E nabízí:

• UL94 V-0

• Dielektrická pevnost: ≥3,0 kV/mm

• Nízké kouřové vlastnosti

• Soulad s RoHS

Tyto vlastnosti umožňují SSG-E kombinovat tepelnou ochranu a elektrickou izolaci v rámci stejné součásti.

Specifikace produktu

SSG-E lze dodat a upravit podle struktury baterie a požadavků na přestavbu.

Standardní výkonnostní stupně

Možnosti přizpůsobení

V závislosti na konstrukci baterie lze SSG-E přizpůsobit v:

• Tloušťka

• Šířka

• Délka

• Hustota

• Kompresní stres

• CFD charakteristiky

• Lepicí podklad

• Povrchová úprava

• Struktura laminace

• Vysekaná geometrie

Přizpůsobený výkon CFD je k dispozici pro specifické aplikace baterií.

Při výběru materiálu je třeba vzít v úvahu:

Typ buňky → Rozšíření buňky → Kompresní poměr → Požadované kompresní napětí → Tloušťka → Tepelné zatížení → Instalační prostor

Služby zpracování

Řezání

Role SSG-E lze nařezat na přizpůsobené šířky pro automatizovanou montáž baterie.

Laminace

SSG-E lze laminovat adhezivními vrstvami, fóliemi, keramickými kompozity nebo jinými funkčními materiály a vytvořit tak vícevrstvé struktury tepelné ochrany.

Přesné vysekávání

SSG-E lze převést na přizpůsobené:

• Rozpěrky buněk

• Tepelné bariéry

• Tlumící podložky

• Modulové izolační podložky

• Ochranné podložky krytu baterie

• Komponenty ochrany konektorů

• Zakázková tepelná ochranná těsnění

Přizpůsobené součásti baterie

Na základě zákaznických výkresů a architektury baterií může XYFOAMS poskytnout přizpůsobené komponenty SSG-E se specifikovanou tloušťkou, geometrií, kompresními charakteristikami a strukturou lepidla.

Tepelná ochrana navržená kolem struktury vaší baterie

Tepelná ochrana není jen otázkou výběru materiálu s nejvyšší teplotní odolností.

Správný materiál závisí na:

Struktura buňky → Cesta šíření tepla → Požadavek na kompresi → Instalační prostor → Tepelná zátěž → Požadovaný výkon ochrany

SSG-C je vhodný tam, kde tenká, flexibilní keramická kompozitní bariéra . je požadována

SSG-E poskytuje komplexnější kombinaci:

Tlumení + Tepelná izolace + Ohnivzdornost + Elektrická izolace + Keramická ochrana

Se čtyřmi standardními třídami od E25 do E49 umožňuje SSG-E inženýrům vybrat vhodný kompresní výkon pro různé struktury bateriových článků a modulů.

Od výběru materiálu po přizpůsobenou tepelnou ochranu

XYFOAMS poskytuje keramické kompozitní a keramické silikonové pěnové materiály pro aplikace baterií EV a skladování energie.

Naše schopnosti zahrnují:

Vývoj materiálu → Výběr jakosti → Testování výkonnosti → Laminování → Vysekávání → Zakázkové komponenty → Hromadná výroba

Vyžádejte si od SSG-E technická data, vzorky nebo přizpůsobené vysekávané komponenty pro váš projekt tepelné ochrany baterie.