La fuga térmica es uno de los desafíos de seguridad más críticos en los sistemas de baterías de iones de litio.

Cuando una celda de batería sufre una fuga térmica, el calor extremo, las llamas y los gases de alta temperatura pueden transferirse rápidamente a las celdas y módulos adyacentes. Los materiales de protección térmica eficaces ayudan a interrumpir o retrasar esta ruta de propagación proporcionando aislamiento térmico, resistencia a las llamas y separación física.

XYFOAMS desarrolla materiales compuestos cerámicos y espumas de silicona formadoras de cerámica para protección térmica a nivel de celdas, módulos y paquetes de baterías.

Nuestros materiales de protección térmica contra fugas combinan aislamiento térmico, resistencia a las llamas, aislamiento eléctrico, amortiguación y estabilidad estructural a altas temperaturas para cumplir con diferentes requisitos de protección de baterías.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Barreras térmicas de célula a célula

• Amortiguación celular y aislamiento térmico.

• Protección térmica módulo a módulo

• Protección del gabinete del paquete de baterías

• Protección contra incendios de la tapa de la batería

• Aislamiento y amortiguación de la placa de refrigeración.

• Aislamiento eléctrico de alta tensión.

• Sistemas de baterías de almacenamiento de energía.

Características del producto

Protección contra la propagación térmica fuera de control

SSG-C y SSG-E están diseñados para actuar como barreras térmicas dentro de sistemas de baterías.

Cuando una celda experimenta una fuga térmica, el material ayuda a reducir la transferencia de calor y la propagación de la llama hacia las celdas y componentes adyacentes, proporcionando tiempo de protección adicional para el sistema de batería.

Protección cerámica a alta temperatura

SSG-E es una espuma de silicona que forma cerámica.

En condiciones normales de funcionamiento, el material permanece blando, elástico y comprimible. Bajo una exposición térmica extrema, la espuma de silicona se ceramiciza progresivamente y forma una estructura cerámica rígida y autoportante.

Esta transformación permite que el material mantenga su función de barrera incluso después de la exposición a un calor intenso.

Para SSG-E49, la transformación cerámica ocurre aproximadamente entre 450 y 500 °C , y la estructura cerámica porosa resultante mantiene una buena integridad estructural.

Aislamiento Térmico

La fina estructura celular de SSG-E proporciona baja conductividad térmica y aislamiento térmico.

Esto lo hace adecuado para colocarlo entre celdas de batería, alrededor de módulos de batería y dentro de estructuras de paquetes de baterías donde reducir la transferencia de calor es fundamental.

Amortiguación y resistencia a la compresión

A diferencia de los tableros cerámicos rígidos o los materiales de barrera térmica tradicionales, SSG-E proporciona una amortiguación elástica antes de la exposición térmica.

Puede adaptarse a tolerancias dimensionales, expansión celular y movimiento mecánico mientras mantiene la presión de contacto.

También está disponible un rendimiento CFD personalizado según los requisitos de la aplicación.

Resistencia a las llamas

SSG-E proporciona alta resistencia a las llamas y características de bajo humo antes de la ceramicización.

Los grados SSG-E enumerados logran UL94 V-0 . un rendimiento retardante de llama

Aislamiento eléctrico

SSG-E combina protección térmica con aislamiento eléctrico, lo que lo hace adecuado para sistemas de baterías donde las barreras térmicas también deben proporcionar aislamiento eléctrico.

Los grados enumerados proporcionan una rigidez dieléctrica de ≥3,0 kV/mm..

Amplia capacidad de temperatura

SSG-E está diseñado para entornos de temperatura exigentes.

La información actual del producto especifica un rango de temperatura de funcionamiento recomendado de aproximadamente -55 °C a +200 °C , mientras que la función de protección térmica del material se extiende a temperaturas mucho más altas durante un evento térmico.

Áreas de aplicación

Sistemas de baterías para vehículos eléctricos

SSG-E está diseñado para sistemas de baterías de iones de litio que requieren tanto amortiguación mecánica como protección térmica contra fugas.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Acolchado de celdas de bolsa

• Barreras térmicas de célula a célula

• Protección de células prismáticas

• Aislamiento térmico del módulo

• Barreras térmicas módulo a módulo

• Protección del gabinete del paquete de baterías

• Protección contra incendios de la tapa de la batería

El material se puede colocar entre celdas o alrededor de módulos para proporcionar amortiguación durante el funcionamiento normal y protección térmica durante eventos térmicos anormales.

Sistemas de almacenamiento de energía

Los grandes sistemas de baterías de almacenamiento de energía contienen múltiples celdas y módulos dentro de gabinetes compactos.

SSG-E se puede utilizar como barrera térmica interna para reducir la propagación térmica entre los componentes vecinos de la batería.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Módulos de batería ESS

• Separadores de celdas

• Barreras térmicas modulares

• Aislamiento del armario de baterías

• Protección de la caja de la batería

• Almohadillas amortiguadoras resistentes al fuego

Automoción y transporte

SSG-E se puede utilizar en sistemas de baterías de transporte y vehículos eléctricos donde se requiere protección térmica liviana, amortiguación y aislamiento eléctrico.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Paquetes de baterías para vehículos eléctricos

• Sistemas de baterías híbridas

• Cajas para baterías de alto voltaje

• Sistemas de baterías de transporte ferroviario

• Protección del módulo de batería

Sistemas eléctricos de alto voltaje

El aislamiento eléctrico y las propiedades ignífugas de la espuma cerámica de silicona la hacen adecuada para componentes de alto voltaje y gabinetes eléctricos que requieren protección térmica adicional.

Aplicaciones típicas

Acolchado de celdas de bolsa y protección térmica

SSG-E se puede colocar entre las celdas de la bolsa para proporcionar amortiguación mecánica y aislamiento térmico.

Durante el funcionamiento normal, la espuma se adapta a la expansión celular y la variación dimensional.

Durante un evento térmico, el material proporciona una barrera térmica y se ceramiciza progresivamente a altas temperaturas.

Grados recomendados: SSG-E25 / SSG-E40 / SSG-E45 / SSG-E49

El grado apropiado se puede seleccionar según la fuerza de compresión requerida y la estructura celular.

Barrera térmica de celda a celda

SSG-E se puede instalar directamente entre celdas de batería adyacentes.

Su combinación de baja conductividad térmica, resistencia a las llamas y capacidad de formación de cerámica ayuda a reducir la transferencia térmica entre celdas vecinas.

Para aplicaciones que requieren un mayor soporte de compresión, grados de mayor densidad como SSG-E45 y SSG-E49 . se pueden considerar

Módulo de protección térmica

SSG-E se puede utilizar alrededor de módulos de batería para crear una barrera térmica entre los módulos o entre el módulo y el gabinete de la batería.

La estructura de espuma proporciona aislamiento y amortiguación manteniendo la flexibilidad durante el montaje.

Soporte de placa de enfriamiento y protección térmica

SSG-E se puede utilizar entre módulos de batería y estructuras de refrigeración donde se requiere amortiguación y protección térmica simultáneamente.

La estructura de espuma elástica puede compensar las tolerancias dimensionales al tiempo que proporciona aislamiento térmico.

Protección de la cubierta del paquete de baterías

SSG-E se puede instalar debajo o alrededor de las cubiertas del paquete de baterías para proporcionar una capa de protección térmica adicional.

En condiciones normales, la espuma proporciona amortiguación y aislamiento. Bajo exposición al calor extremo, se cerámica y forma una estructura protectora.

Serie de productos

SSG-C — Cinta compuesta de cerámica

SSG-C es una cinta compuesta de cerámica sin espuma diseñada principalmente para barreras térmicas delgadas y flexibles y protección contra altas temperaturas.

Su estructura de cinta lo hace adecuado para lugares donde el espacio de instalación es limitado y se requiere una fina capa de protección térmica.

Características clave

• Delgado y flexible

• Resistencia a altas temperaturas

• Resistencia a las llamas

• Aislamiento térmico

• Aislamiento eléctrico

• Adecuado para troquelado personalizado

• Adecuado para laminación multicapa

Aplicaciones típicas

• Barreras térmicas de célula a célula

• Barreras térmicas módulo a módulo

• Protección de la caja de la batería

• Aislamiento eléctrico

• Protección de la cubierta del paquete de baterías

• Interfaces estructurales de alta temperatura.

SSG-E — Espuma de silicona cerámica

SSG-E es una espuma de silicona formadora de cerámica desarrollada específicamente para aplicaciones que requieren tanto amortiguación como protección térmica contra fugas.

Antes de la ceramicización, SSG-E se comporta como una espuma de silicona flexible con excelente elasticidad, rendimiento de compresión y aislamiento térmico.

Cuando se expone a calor extremo, el material se transforma progresivamente en una estructura similar a la cerámica y conserva cierto grado de resistencia autoportante después de la exposición térmica.

Esto diferencia fundamentalmente a SSG-E de la espuma de silicona convencional:

Operación normal

Amortiguación + Resiliencia a la compresión + Aislamiento térmico + Aislamiento eléctrico

↓

Exposición térmica extrema

Cerámica + Protección contra llamas + Barrera térmica + Soporte estructural

La serie SSG-E cubre actualmente cuatro grados de rendimiento principales: E25, E40, E45 y E49 , proporcionando diferentes niveles de densidad y fuerza de compresión para diferentes estructuras de batería.

Especificaciones de la serie SSG-E

Los cuatro grados comparten las mismas características centrales de aislamiento térmico, ignífugo y eléctrico, mientras que su densidad y tensión de compresión aumentan progresivamente de E25 a E49..

Selección de grado

SSG-E25 — Fuerza de compresión baja

La menor densidad y la menor tensión de compresión hacen que el E25 sea adecuado para aplicaciones donde se requiere una amortiguación suave y una fuerza de compresión baja.

Aplicaciones típicas:

• Acolchado de celdas de bolsa

• Separadores de células blandas

• Barreras térmicas de baja carga

• Amortiguación electrónica

SSG-E40 — Fuerza de compresión media

E40 proporciona un equilibrio entre suavidad, amortiguación y soporte mecánico.

Aplicaciones típicas:

• Amortiguación de célula a célula

• Aislamiento del módulo de batería

• Aplicaciones generales de barrera térmica.

• Protección de la caja de la batería

SSG-E45 — Fuerza de compresión media-alta

E45 proporciona una mayor tensión de compresión para aplicaciones que requieren un soporte mecánico más fuerte mientras mantiene el aislamiento térmico y la resistencia a las llamas.

Aplicaciones típicas:

• Amortiguación de celdas de batería

• Barreras térmicas modulares

• Soporte de placa de enfriamiento

• Estructuras de baterías de mayor carga

SSG-E49: alta fuerza de compresión

E49 es el grado de compresión más alto entre los cuatro grados estándar enumerados.

Con una densidad de aproximadamente 0,52 g/cm³ y una tensión de compresión de aproximadamente 170 kPa al 25% de compresión , E49 está diseñado para aplicaciones que requieren mayor soporte mecánico y protección térmica.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Amortiguación de células de alta carga

• Barreras térmicas de célula a célula

• Protección térmica del módulo

• Soporte de placa de enfriamiento

• Protección de la cubierta del paquete de baterías

• Barreras térmicas estructurales

SSG-E49 también demuestra aproximadamente un 2,8 % de compresión fijada a 100 °C en los datos de aplicación de la empresa, lo que respalda la estabilidad dimensional a largo plazo bajo compresión.

Índice de rendimiento

Rendimiento mecánico

La serie SSG-E está diseñada con una tensión de compresión que aumenta progresivamente de E25 a E49.

Esto permite a los ingenieros adaptar la respuesta mecánica de la espuma a diferentes espacios entre celdas, relaciones de compresión y requisitos de soporte.

Estrés de compresión @25%:

• E25: 40kPa

• E40: 65kPa

• E45: 120kPa

• E49: 170kPa

La progresión de grados permite seleccionar el material de acuerdo con el equilibrio requerido entre amortiguación suave y soporte estructural..

Rendimiento térmico

Los cuatro grados SSG-E enumerados proporcionan:

• Conductividad térmica: 0,07 W/m·K

• Temperatura de funcionamiento recomendada: -55°C a +200°C

• Capacidad de formación de cerámica a alta temperatura

• Resistencia a las llamas

• Aislamiento térmico

Se ha demostrado específicamente que SSG-E49 forma una estructura cerámica autoportante a aproximadamente 450-500 °C bajo exposición térmica.

Llama y rendimiento eléctrico

La serie SSG-E proporciona:

• UL94 V-0

• Rigidez dieléctrica: ≥3,0 kV/mm

• Características de bajo humo

• Cumplimiento de RoHS

Estas características permiten que SSG-E combine protección térmica y aislamiento eléctrico dentro de un mismo componente.

Especificación de producto

SSG-E se puede suministrar y personalizar según la estructura de la batería y los requisitos de conversión.

Grados de rendimiento estándar

Opciones de personalización

Según el diseño de la batería, SSG-E se puede personalizar en:

• Espesor

• Ancho

• Longitud

• Densidad

• Tensión de compresión

• Características de los CFD

• Respaldo adhesivo

• Tratamiento superficial

• Estructura de laminación

• Geometría troquelada

El rendimiento CFD personalizado está disponible para diseños de baterías de aplicaciones específicas.

La selección de materiales debe considerar:

Tipo de celda → Expansión de celda → Relación de compresión → Esfuerzo de compresión requerido → Espesor → Carga térmica → Espacio de instalación

Servicios de procesamiento

corte

Los rollos SSG-E se pueden cortar en anchos personalizados para el ensamblaje automatizado de baterías.

Laminación

SSG-E se puede laminar con capas adhesivas, películas, compuestos cerámicos u otros materiales funcionales para crear estructuras de protección térmica multicapa.

Troquelado de precisión

SSG-E se puede convertir en personalizado:

• Espaciadores de celdas

• Barreras térmicas

• Almohadillas amortiguadoras

• Almohadillas aislantes para módulos

• Almohadillas protectoras de la tapa de la batería

• Componentes de protección del conector

• Juntas de protección térmica personalizadas

Componentes de batería personalizados

Según los dibujos del cliente y la arquitectura de la batería, XYFOAMS puede proporcionar componentes SSG-E personalizados con espesor, geometría, características de compresión y estructura adhesiva específicos.

Protección térmica diseñada en torno a la estructura de su batería

La protección térmica contra fugas no es simplemente una cuestión de seleccionar el material con la mayor resistencia a la temperatura.

El material correcto depende de:

Estructura celular → Ruta de propagación térmica → Requisito de compresión → Espacio de instalación → Carga térmica → Rendimiento de protección requerido

SSG-C es adecuado cuando barrera compuesta de cerámica delgada y flexible . se requiere una

SSG-E proporciona una combinación más completa de:

Amortiguación + Aislamiento Térmico + Resistencia a la Llama + Aislamiento Eléctrico + Protección Cerámica

Con cuatro grados estándar, desde E25 hasta E49 , SSG-E permite a los ingenieros seleccionar el rendimiento de compresión adecuado para diferentes estructuras de módulos y celdas de batería.

Desde la selección de materiales hasta la protección térmica personalizada

XYFOAMS proporciona materiales compuestos cerámicos y espuma de silicona cerámica para aplicaciones de almacenamiento de energía y baterías de vehículos eléctricos.

Nuestras capacidades cubren:

Desarrollo de materiales → Selección de grados → Pruebas de rendimiento → Laminación → Troquelado → Componentes personalizados → Producción en masa

Solicite datos técnicos de SSG-E, muestras o componentes troquelados personalizados para su proyecto de protección térmica de baterías.