Meningkatkan Keamanan Kendaraan Listrik: Peran Bahan Isolasi Aerogel

Dengan meningkatnya dukungan pemerintah global terhadap pengembangan kendaraan energi baru, produksi dan penjualan kendaraan listrik mengalami pertumbuhan pesat, yang mengarah pada percepatan industrialisasi. Namun, pelarian termal tetap menjadi masalah keselamatan yang signifikan bagi kendaraan listrik, terutama yang berkaitan dengan baterai lithium-ion yang digunakan sebagai sumber tenaganya. Pengisian daya yang berlebihan dapat menyebabkan suhu tinggi, yang mengakibatkan kebakaran dan ledakan. Untuk mengatasi masalah ini, bahan isolasi aerogel telah muncul sebagai solusi efektif untuk meningkatkan keselamatan kendaraan listrik.

Keuntungan Bahan Isolasi Aerogel:

Aerogel menawarkan beberapa manfaat utama, termasuk konduktivitas termal yang rendah, kinerja insulasi yang sangat baik, dan tidak mudah terbakar. Dibandingkan dengan bahan insulasi tradisional, aerogel memberikan tingkat efektivitas insulasi yang sama dengan ketebalan hanya 1/5 hingga 1/3. Atribut hemat ruang ini sangat penting untuk baterai daya karena memungkinkan peningkatan kontrol dan manajemen termal, peningkatan kinerja, dan suhu yang lebih stabil. Bahan insulasi aerogel berfungsi sebagai insulasi dan penghalang tahan api, memberikan waktu tambahan bagi pengguna dan penumpang untuk mengevakuasi dan memadamkan api.

Aplikasi Bahan Isolasi Aerogel pada Kendaraan Listrik:

Bahan insulasi aerogel dapat diterapkan dalam berbagai aspek kendaraan energi baru, seperti insulasi dan ketahanan api antar sel baterai, insulasi dan penyerapan guncangan antara modul dan casing, lapisan pelindung dingin eksternal untuk kotak baterai, dan lapisan insulasi suhu tinggi. Mari kita fokus pada bantalan insulasi aerogel yang digunakan untuk daya baterai dan memeriksa indikator kinerja utamanya.

Persyaratan Kinerja untuk Bantalan Insulasi Aerogel:

Menurut Standar Grup T/CSTM 00193-2020 untuk Bantalan Insulasi Aerogel yang Digunakan pada Baterai Daya Lithium-ion, persyaratan kinerja utama meliputi:

1. Tingkat deviasi massa: Tidak boleh melebihi 15%.

2. Kinerja isolasi termal: Penyusutan dimensi panjang dan lebar sampel sebelum dan sesudah pengujian tidak boleh melebihi 3%. Suhu pada sisi dingin sampel tidak boleh melebihi 180°C dalam waktu 5 menit setelah pengujian.

3. Pembakaran vertikal: Harus memenuhi persyaratan level V0 yang ditentukan dalam GB/T 2408.

4. Rasio kompresi: Tidak boleh kurang dari 35% di bawah tekanan 2 MPa.

5. Kekuatan tarik: Harus tidak kurang dari 500 kPa baik pada arah panjang maupun lebar.

6. Kinerja insulasi: Resistansi termal permukaan harus lebih besar dari 500 MΩ, dan arus bocor harus kurang dari 1 mA.

7. Zat yang dibatasi: Harus mematuhi persyaratan Directive 2011/65/EU.

8. Ketahanan penuaan: Setelah penuaan, tingkat redaman kekuatan tarik tidak boleh melebihi 30%, dan tingkat variasi dimensi panjang dan lebar harus kurang dari 1%. Kinerja isolasi termal harus memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam tabel.

Perbandingan dengan Bahan Isolasi Tradisional:

Bahan isolasi yang umum digunakan untuk baterai listrik termasuk busa, busa plastik, wol kaca ultra halus, kapas silika tinggi, panel isolasi vakum, dan silika aerogel. Dibandingkan dengan bantalan insulasi tradisional, bantalan insulasi aerogel menawarkan keunggulan seperti tahan api, tahan suhu tinggi, konduktivitas termal rendah, tidak menghasilkan gas beracun, tahan air, tahan lembab, tahan guncangan, ringan, berbiaya rendah, dan ketebalan tipis.

Pentingnya Bahan Isolasi Aerogel:

Ketika diterapkan pada modul baterai daya lithium-ion, konduktivitas termal yang rendah pada bantalan insulasi aerogel secara efektif menghalangi difusi cepat panas yang dihasilkan selama pengisian dan pengosongan berkecepatan tinggi. Jika terjadi pelarian termal, bantalan isolasi aerogel memberikan isolasi termal, menunda atau mencegah kecelakaan. Jika sel baterai menjadi terlalu panas dan terbakar, bantalan insulasi aerogel, dengan sifatnya yang tidak mudah terbakar (memenuhi persyaratan tingkat A1), dapat secara efektif memblokir atau menunda penyebaran api. Hal ini memastikan bahwa baterai tetap tidak mudah terbakar dan tidak meledak selama minimal 5 menit, sehingga memberikan waktu yang cukup untuk evakuasi. Oleh karena itu, bantalan isolasi aerogel memainkan peran penting dalam meningkatkan kinerja keselamatan paket baterai daya kendaraan energi baru.

Kesimpulan:

Meskipun biayanya lebih tinggi, kinerja keselamatan yang unggul dari bahan isolasi aerogel melebihi bahan isolasi tradisional lainnya. Mereka diakui sebagai pilihan optimal untuk insulasi daya baterai dan bahan tahan api. Seiring dengan semakin pentingnya keselamatan pada kendaraan energi baru, penerapan bahan isolasi aerogel, khususnya pada bus listrik dan mobil energi baru kelas atas dengan persyaratan keselamatan yang lebih tinggi, tidak diragukan lagi merupakan pilihan yang lebih disukai. Para ahli memperkirakan bahwa penjualan global kendaraan energi baru akan mencapai sepertiga dari total penjualan kendaraan pada tahun 2025, yang menunjukkan masa depan yang menjanjikan bagi aerogel. Seiring dengan semakin matang dan berkembangnya skala produksi bahan aerogel, harga diperkirakan akan turun, yang mengarah pada peningkatan penetrasi pasar dan penerapan dalam industri kendaraan energi baru.