Tepelný únik je jednou z najdôležitejších bezpečnostných výziev v systémoch lítium-iónových batérií.

Keď sa článok batérie dostane do tepelného úniku, extrémne teplo, plameň a plyny s vysokou teplotou sa môžu rýchlo preniesť do susedných článkov a modulov. Účinné materiály tepelnej ochrany pomáhajú prerušiť alebo oddialiť túto cestu šírenia tým, že poskytujú tepelnú izoláciu, odolnosť voči plameňom a fyzické oddelenie.

XYFOAMS vyvíja keramické kompozitné a keramiku tvoriace silikónové penové materiály pre tepelnú ochranu batériových článkov, modulov a balení.

Naše materiály na tepelnú ochranu proti úniku tepla kombinujú tepelnú izoláciu, odolnosť voči plameňu, elektrickú izoláciu, odpruženie a štrukturálnu stabilitu pri vysokej teplote, aby splnili rôzne požiadavky na ochranu batérie.

Typické aplikácie zahŕňajú:

• Tepelné bariéry medzi bunkami

• Bunkové odpruženie a tepelná izolácia

• Tepelná ochrana medzi modulmi

• Ochrana krytu batérie

• Protipožiarna ochrana krytu batérie

• Izolácia a odpruženie chladiacej dosky

• Vysokonapäťová elektrická izolácia

• Systémy akumulátorov energie

Vlastnosti produktu

Ochrana pred tepelným únikom

SSG-C a SSG-E sú navrhnuté tak, aby fungovali ako tepelné bariéry v rámci batériových systémov.

Keď článok zaznamená tepelný únik, materiál pomáha znižovať prenos tepla a šírenie plameňa smerom k susedným článkom a komponentom, čím poskytuje dodatočný ochranný čas pre batériový systém.

Keramická ochrana pri vysokej teplote

SSG-E je keramická silikónová pena.

Za normálnych prevádzkových podmienok zostáva materiál mäkký, elastický a stlačiteľný. Pri extrémnej tepelnej expozícii silikónová pena postupne keramikuje a vytvára tuhú, samonosnú keramickú štruktúru.

Táto transformácia umožňuje materiálu zachovať si svoju bariérovú funkciu aj po vystavení silnému teplu.

Pre SSG-E49 nastáva keramická transformácia pri približne 450–500 °C , pričom výsledná porézna keramická štruktúra si zachováva dobrú štrukturálnu integritu.

Tepelná izolácia

Jemná bunková štruktúra SSG-E poskytuje nízku tepelnú vodivosť a tepelnú izoláciu.

Vďaka tomu je vhodný na umiestnenie medzi batériovými článkami, okolo batériových modulov a v rámci štruktúr batériových jednotiek, kde je kritické zníženie prenosu tepla.

Odpruženie a kompresná odolnosť

Na rozdiel od pevných keramických dosiek alebo tradičných materiálov tepelnej bariéry, SSG-E poskytuje elastické odpruženie pred tepelnou expozíciou.

Môže sa prispôsobiť rozmerovým toleranciám, expanzii buniek a mechanickému pohybu pri zachovaní kontaktného tlaku.

K dispozícii je aj prispôsobený výkon CFD podľa požiadaviek aplikácie.

Odolnosť voči plameňu

SSG-E poskytuje vysokú odolnosť voči plameňu a nízke dymové vlastnosti pred keramickou úpravou.

Uvedené triedy SSG-E dosahujú UL94 V-0 . nehorľavý výkon

Elektrická izolácia

SSG-E kombinuje tepelnú ochranu s elektrickou izoláciou, vďaka čomu je vhodný pre batériové systémy, kde tepelné bariéry musia poskytovať aj elektrickú izoláciu.

Uvedené druhy poskytujú dielektrickú pevnosť ≥3,0 kV/mm.

Široká teplotná schopnosť

SSG-E je určený pre náročné teplotné prostredia.

Aktuálne informácie o produkte špecifikujú odporúčaný rozsah prevádzkových teplôt približne -55 °C až +200 °C , pričom funkcia tepelnej ochrany materiálu sa rozširuje na oveľa vyššie teploty počas tepelnej udalosti.

Oblasti použitia

Systémy batérií EV

SSG-E je navrhnutý pre lítium-iónové akumulátorové systémy vyžadujúce mechanické odpruženie aj tepelnú ochranu.

Typické aplikácie zahŕňajú:

• Výplň buniek vrecka

• Tepelné bariéry medzi bunkami

• Ochrana prizmatických buniek

• Modulová tepelná izolácia

• Tepelné bariéry z modulu na modul

• Ochrana krytu batérie

• Protipožiarna ochrana krytu batérie

Materiál môže byť umiestnený medzi bunkami alebo okolo modulov, aby poskytoval odpruženie počas normálnej prevádzky a tepelnú ochranu počas abnormálnych tepelných udalostí.

Systémy skladovania energie

Veľké systémy akumulátorov energie obsahujú viacero článkov a modulov v kompaktných krytoch.

SSG-E možno použiť ako vnútornú tepelnú bariéru na zníženie šírenia tepla medzi susednými komponentmi batérie.

Typické aplikácie zahŕňajú:

• ESS batériové moduly

• Bunkové separátory

• Modulové tepelné bariéry

• Izolácia batériovej skrine

• Ochrana krytu batérie

• Ohňovzdorné tlmiace podložky

Automobilový priemysel a doprava

SSG-E je možné použiť v EV a dopravných batériových systémoch, kde sa vyžaduje ľahká tepelná ochrana, odpruženie a elektrická izolácia.

Typické aplikácie zahŕňajú:

• EV akumulátory

• Hybridné batériové systémy

• Kryty pre vysokonapäťové batérie

• Batériové systémy pre železničnú dopravu

• Ochrana batériového modulu

Vysokonapäťové elektrické systémy

Elektrická izolácia a ohňovzdorné vlastnosti keramickej silikónovej peny ju robia vhodnou pre vysokonapäťové komponenty a elektrické kryty vyžadujúce dodatočnú tepelnú ochranu.

Typické aplikácie

Bunkové odpruženie a tepelná ochrana vrecka

SSG-E je možné umiestniť medzi vreckové bunky, aby poskytovali mechanické odpruženie aj tepelnú izoláciu.

Počas normálnej prevádzky sa pena prispôsobuje expanzii buniek a rozmerovým zmenám.

Počas tepelnej udalosti materiál poskytuje tepelnú bariéru a pri vysokej teplote postupne keramikuje.

Odporúčané druhy: SSG-E25 / SSG-E40 / SSG-E45 / SSG-E49

Vhodnú triedu je možné zvoliť podľa požadovanej kompresnej sily a bunkovej štruktúry.

Tepelná bariéra medzi bunkami

SSG-E je možné inštalovať priamo medzi susedné články batérie.

Jeho kombinácia nízkej tepelnej vodivosti, odolnosti voči plameňu a schopnosti tvarovania keramiky pomáha znižovať prenos tepla medzi susednými článkami.

Pre aplikácie vyžadujúce vyššiu podporu kompresie triedy s vyššou hustotou, ako sú SSG-E45 a SSG-E49 . je možné zvážiť

Modul tepelnej ochrany

SSG-E možno použiť okolo batériových modulov na vytvorenie tepelnej bariéry medzi modulmi alebo medzi modulom a krytom batérie.

Penová štruktúra poskytuje izoláciu aj odpruženie pri zachovaní flexibility pri montáži.

Podpora chladiacej dosky a tepelná ochrana

SSG-E je možné použiť medzi batériovými modulmi a chladiacimi štruktúrami, kde sa súčasne vyžaduje odpruženie a tepelná ochrana.

Štruktúra elastickej peny dokáže kompenzovať rozmerové tolerancie a zároveň poskytuje tepelnú izoláciu.

Ochrana krytu batérie

SSG-E môže byť inštalovaný pod alebo okolo krytov batériových zdrojov, aby sa vytvorila dodatočná tepelná ochranná vrstva.

Za normálnych podmienok pena poskytuje odpruženie a izoláciu. Pri extrémnom pôsobení tepla prechádza keramikou a vytvára ochrannú štruktúru.

Produktová séria

SSG-C — keramická kompozitná páska

SSG-C je nepenová keramická kompozitná páska určená predovšetkým na tenké, flexibilné tepelné bariéry a vysokoteplotnú ochranu.

Vďaka páskovej štruktúre je vhodný na miesta, kde je inštalačný priestor obmedzený a je potrebná tenká tepelná ochranná vrstva.

Kľúčové vlastnosti

• Tenké a pružné

• Odolnosť voči vysokej teplote

• Odolnosť voči plameňu

• Tepelná izolácia

• Elektrická izolácia

• Vhodné pre prispôsobené vysekávanie

• Vhodné pre viacvrstvovú lamináciu

Typické aplikácie

• Tepelné bariéry medzi bunkami

• Tepelné bariéry z modulu na modul

• Ochrana krytu batérie

• Elektrická izolácia

• Ochrana krytu batérie

• Vysokoteplotné štrukturálne rozhrania

SSG-E — Keramická silikónová pena

SSG-E je keramická silikónová pena špeciálne vyvinutá pre aplikácie vyžadujúce odpruženie aj tepelnú ochranu.

Pred keramikou sa SSG-E správa ako flexibilná silikónová pena s vynikajúcou elasticitou, kompresným výkonom a tepelnou izoláciou.

Keď je materiál vystavený extrémnemu teplu, postupne sa transformuje na štruktúru podobnú keramike a po tepelnom vystavení si zachováva určitý stupeň samonosnej pevnosti.

Tým sa SSG-E zásadne líši od bežnej silikónovej peny:

Normálna prevádzka

Tlmenie + kompresná odolnosť + tepelná izolácia + elektrická izolácia

↓

Extrémna tepelná expozícia

Keramizácia + ochrana proti ohňu + tepelná bariéra + štrukturálna podpora

Séria SSG-E v súčasnosti pokrýva štyri hlavné výkonnostné stupne: E25, E40, E45 a E49 , ktoré poskytujú rôzne úrovne hustoty a kompresnej sily pre rôzne štruktúry batérií.

Špecifikácie radu SSG-E

Všetky štyri triedy majú rovnaké jadrové tepelné, nehorľavé a elektrické izolačné vlastnosti, pričom ich hustota a tlakové napätie sa postupne zvyšujú z E25 na E49..

Výber ročníka

SSG-E25 — Nízka kompresná sila

Nižšia hustota a nižšie kompresné napätie robí E25 vhodným pre aplikácie, kde sa vyžaduje mäkké odpruženie a nízka kompresná sila.

Typické aplikácie:

• Výplň buniek vrecka

• Mäkké separátory buniek

• Tepelné bariéry s nízkym zaťažením

• Elektronické odpruženie

SSG-E40 — Stredná kompresná sila

E40 poskytuje rovnováhu medzi mäkkosťou, odpružením a mechanickou podporou.

Typické aplikácie:

• Odpruženie medzi bunkami

• Izolácia modulu batérie

• Všeobecné aplikácie tepelnej bariéry

• Ochrana krytu batérie

SSG-E45 — Stredne vysoká kompresná sila

E45 poskytuje vyššie tlakové napätie pre aplikácie vyžadujúce silnejšiu mechanickú podporu pri zachovaní tepelnej izolácie a odolnosti voči plameňom.

Typické aplikácie:

• Odpruženie článkov batérie

• Modulové tepelné bariéry

• Podpora chladiacej dosky

• Štruktúry batérií s vyšším zaťažením

SSG-E49 — Vysoká kompresná sila

E49 je najvyšší stupeň kompresie spomedzi štyroch uvedených štandardných tried.

S hustotou približne 0,52 g/cm³ a ​​tlakovým napätím približne 170 kPa pri 25% stlačení je E49 navrhnutý pre aplikácie vyžadujúce vyššiu mechanickú podporu a tepelnú ochranu.

Typické aplikácie zahŕňajú:

• Odpruženie buniek s vysokou záťažou

• Tepelné bariéry medzi bunkami

• Tepelná ochrana modulu

• Podpora chladiacej dosky

• Ochrana krytu batérie

• Konštrukčné tepelné bariéry

SSG-E49 tiež demonštruje približne 2,8% kompresiu nastavenú pri 100 °C v aplikačných dátach spoločnosti, čo podporuje dlhodobú rozmerovú stabilitu pri kompresii.

Výkonnostný index

Mechanický výkon

Séria SSG-E je navrhnutá s progresívne sa zvyšujúcim namáhaním v tlaku z E25 na E49.

To umožňuje inžinierom prispôsobiť mechanickú odozvu peny rôznym medzerám buniek, kompresným pomerom a požiadavkám na podporu.

Kompresné napätie @ 25%:

• E25: 40 kPa

• E40: 65 kPa

• E45: 120 kPa

• E49: 170 kPa

Postupnosť stupňa umožňuje výber materiálu podľa požadovanej rovnováhy medzi mäkkým odpružením a štrukturálnou podporou.

Tepelný výkon

Všetky štyri uvedené triedy SSG-E poskytujú:

• Tepelná vodivosť: 0,07 W/m·K

• Odporúčaná prevádzková teplota: -55°C až +200°C

• Schopnosť tvarovania keramiky pri vysokej teplote

• Odolnosť voči plameňu

• Tepelná izolácia

Špecificky bolo preukázané, že SSG-E49 tvorí samonosnú keramickú štruktúru pri teplote približne 450–500 °C pri tepelnom vystavení.

Plameň a elektrický výkon

Séria SSG-E poskytuje:

• UL94 V-0

• Dielektrická pevnosť: ≥3,0 kV/mm

• Nízke dymové vlastnosti

• Súlad s RoHS

Tieto vlastnosti umožňujú SSG-E kombinovať tepelnú ochranu a elektrickú izoláciu v rámci toho istého komponentu.

Špecifikácia produktu

SSG-E je možné dodať a prispôsobiť podľa štruktúry batérie a požiadaviek na konverziu.

Štandardné výkonnostné stupne

Možnosti prispôsobenia

V závislosti od konštrukcie batérie je možné SSG-E prispôsobiť v:

• Hrúbka

• šírka

• Dĺžka

• Hustota

• Kompresný stres

• CFD charakteristiky

• Lepiaca podložka

• Povrchová úprava

• Laminačná štruktúra

• Vyseknutá geometria

Prispôsobený výkon CFD je k dispozícii pre špecifické konštrukcie batérií.

Pri výbere materiálu je potrebné zvážiť:

Typ bunky → Rozšírenie bunky → Kompresný pomer → Požadované kompresné napätie → Hrúbka → Tepelné zaťaženie → Inštalačný priestor

Spracovateľské služby

Rezanie

Kotúče SSG-E je možné rozrezať na prispôsobené šírky pre automatizovanú montáž batérie.

Laminovanie

SSG-E je možné laminovať adhéznymi vrstvami, fóliami, keramickými kompozitmi alebo inými funkčnými materiálmi na vytvorenie viacvrstvových štruktúr tepelnej ochrany.

Presné vysekávanie

SSG-E je možné previesť na prispôsobené:

• Rozpery buniek

• Tepelné bariéry

• Tlmiace podložky

• Modulové izolačné podložky

• Ochranné podložky krytu batérie

• Komponenty na ochranu konektorov

• Prispôsobené tesnenia tepelnej ochrany

Prispôsobené batériové komponenty

Na základe zákazníckych výkresov a architektúry batérie môže XYFOAMS poskytnúť prispôsobené komponenty SSG-E so špecifikovanou hrúbkou, geometriou, kompresnými charakteristikami a štruktúrou lepidla.

Tepelná ochrana navrhnutá okolo štruktúry vašej batérie

Tepelná ochrana nie je len otázkou výberu materiálu s najvyššou teplotnou odolnosťou.

Správny materiál závisí od:

Štruktúra bunky → Cesta šírenia tepla → Požiadavka na kompresiu → Inštalačný priestor → Tepelná záťaž → Požadovaný výkon ochrany

SSG-C je vhodný, keď tenká, flexibilná keramická kompozitná bariéra . sa vyžaduje

SSG-E poskytuje komplexnejšiu kombináciu:

Výplň + Tepelná izolácia + Ohňovzdornosť + Elektrická izolácia + Keramická ochrana

So štyrmi štandardnými triedami od E25 do E49 umožňuje SSG-E inžinierom vybrať si vhodný kompresný výkon pre rôzne štruktúry batériových článkov a modulov.

Od výberu materiálu po prispôsobenú tepelnú ochranu

XYFOAMS poskytuje keramické kompozitné a keramické silikónové penové materiály pre aplikácie batérií EV a skladovania energie.

Naše schopnosti pokrývajú:

Vývoj materiálu → Výber triedy → Testovanie výkonu → Laminovanie → Vysekávanie → Prispôsobené komponenty → Hromadná výroba

Požiadajte SSG-E o technické údaje, vzorky alebo prispôsobené vysekávané komponenty pre váš projekt tepelnej ochrany batérie.