Penerapan Busa Silikon pada Baterai Tenaga Kendaraan Energi Baru

Bahan busa silikon (juga dikenal sebagai busa silikon/silikon berbusa) adalah elastomer polimer berpori, berkepadatan rendah, dan dapat dikompresi yang terbuat dari bahan mentah seperti karet mentah karet silikon, bahan pengisi, akselerator vulkanisasi, dan bahan pembusa. Setelah pencampuran seragam, diproduksi melalui proses khusus di bawah tekanan tinggi dan suhu tinggi. Memiliki elastisitas tinggi dari karet silikon dan sifat insulasi suara serta penyerapan goncangan dari bahan busa, karet ini banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, sering kali berfungsi sebagai bantalan peredam getaran, gasket penyegel, bahan penyerap suara, bahan lapisan insulasi, dan bahan insulasi termal di industri penerbangan. Menurut struktur selnya, busa silikon organik diklasifikasikan menjadi tipe sel tertutup, sel terbuka, dan campuran.

Bahan busa silikon organik berbusa sel tertutup menunjukkan penyerapan goncangan, buffering, insulasi suara, insulasi panas, dan karakteristik tahan api dan tahan ledakan yang sangat baik. Di bidang otomotif, ini terutama digunakan untuk pipa busa insulasi panas pada AC kendaraan, peredam kejut kendaraan, dan mesin cuci penyegel silikon berbusa untuk baterai kendaraan energi baru. Saat ini material interior otomotif seperti lantai, plafon, setir, dan jok mobil banyak yang merupakan material busa poliuretan. Di satu sisi, teknologi bahan busa poliuretan relatif matang, dan kinerjanya memenuhi standar penggunaan; di sisi lain, harga bahan busa poliuretan relatif murah. Namun, bahan busa poliuretan memiliki ketahanan cuaca yang buruk, mudah terbakar, dan melepaskan sejumlah besar gas beracun yang berbahaya bagi tubuh manusia selama pembakaran. Oleh karena itu, dengan maraknya bahan busa silikon organik dan meningkatnya pemahaman masyarakat terhadap bahan tersebut, diharapkan bahan busa silikon organik akan menggantikan bahan busa poliuretan tradisional di masa depan.

Silikon insulasi panas adalah sejenis silikon yang dibuat dari bahan mentah seperti wol kaca ultra halus bebas alkali, karet silikon vulkanisasi suhu kamar, silika berasap, oksida besi, dan minyak silikon hidroksil.

Produk rangka penyangga insulasi panas silikon memiliki fungsi penyangga dan insulasi panas dan dapat diterapkan pada bidang perlindungan termal baterai litium pada kendaraan energi baru.

Karakteristik busa silikon:

Kepadatan busa silikon.

Kepadatan matriks busa silikon adalah 1,17 g/cm³. Namun, melalui perlakuan pembusaan, kepadatan bahan busa silikon organik yang saat ini disiapkan dalam proses matang dapat mencapai 0,16 - 0,20 g/cm³, yang dapat digunakan untuk komponen seperti jok mobil dan sandaran kepala; sedangkan bahan busa karet silikon konvensional (dengan kepadatan 0,45 g/cm³) banyak digunakan untuk mengisi celah pada bagian penyegelan dan peredam kejut.

Kinerja busa silikon tahan api.

Menurut data penelitian eksperimental ilmiah, busa silikon dengan tambahan penghambat api memiliki kinerja tahan api yang sangat baik, dan tingkat tahan api dapat mencapai UL94-V0. Jika diterapkan pada kendaraan listrik, secara efektif dapat mengurangi masalah akibat pembakaran.

Kinerja isolasi listrik busa silikon.

Dengan bertambahnya jumlah bahan pengisi fisik, resistivitas volume dan resistivitas permukaan karet silikon cenderung menurun, dan konstanta dielektrik serta faktor kerugian dielektrik umumnya cenderung meningkat. Terlihat bahwa penambahan bahan pengisi fisik merusak kinerja isolasi listrik karet silikon sampai batas tertentu.

Penerapan busa silikon dalam industri kendaraan listrik:

Sel baterai adalah sumber tenaga kendaraan listrik murni. Potensi bahaya keselamatan sel baterai sangat membahayakan keselamatan seluruh kendaraan. Saat sel baterai bekerja, ia akan menghasilkan sejumlah panas. Di bawah suhu yang berbeda, ini dapat menghasilkan efek ekspansi dan kontraksi termal tertentu, yang mengakibatkan perluasan sel baterai. Gesekan jaringan kapasitif jangka panjang antar sel baterai kemungkinan besar akan menyebabkan kerusakan sel baterai dan menyebabkan kegagalan baterai, dan dalam kasus yang parah, bahkan di luar kendali. Selain itu, tegangan keluaran baterai mencapai di atas 200V, dan wadah baterai harus tertutup rapat dan kedap air untuk mencegah masuknya air dan korsleting. Tingkat kedap air wadah baterai harus mencapai IP67.

Busa silikon memiliki karakteristik pemulihan kompresi yang tinggi, mencegah deformasi yang disebabkan oleh ekspansi termal dan kontraksi sel baterai selama proses pengisian dan pengosongan. Ini memiliki daya tahan yang sangat baik, kompresibilitas rendah, penyerapan goncangan, dan ketahanan api (kelas UL 94 V0). Pada saat yang sama, silikon juga memiliki kinerja kedap air yang baik dan sifat-sifat berikut, sehingga banyak digunakan dalam insulasi panas penyangga dan penyegelan bingkai sel baterai energi baru.

Di bawah suhu yang berbeda, kinerja busa silikon stabil, dan kinerja cincin penyegel produk stabil.

Penyegelan kedap air yang sangat baik, memastikan tidak ada masuknya air saat produk digunakan di luar ruangan.

Kehilangan kompresi jangka panjang yang rendah, memiliki kemampuan tertentu untuk menahan deformasi kompresi.

Performa tahan api yang luar biasa, secara efektif mencegah risiko yang disebabkan oleh efek termal selama pengoperasian baterai.

Ketebalan dan kekerasan dapat dirancang sesuai dengan standar yang berbeda. Cincin penyegel harus pas dengan wadahnya dan memiliki tekanan yang rendah, sehingga secara efektif mencegah cincin penyegel tertekuk dan menggembung.

Prinsip kerja penggunaan lembaran silikon konduktif termal pada baterai litium kendaraan energi baru: Karena perbedaan suhu di dalam paket baterai tidak dikontrol dalam 5°C, lembaran silikon konduktif termal perlu dipasang di bagian atas dan bawah paket baterai. Lembaran silikon konduktif termal kemudian mengarahkan suhu ke cangkang aluminium luar, mengendalikan perbedaan suhu seluruh modul baterai dalam 5°C, memenuhi persyaratan desain paket baterai, sehingga memperpanjang masa pakai baterai dan membuat kinerja lebih stabil selama berkendara.

Di antara baterai dan di antara baterai dan pipa, pengisian lembaran silikon konduktif termal dengan insulasi listrik dan konduktivitas termal yang baik dapat memainkan peran berikut:

Mengubah bentuk kontak antara baterai dan pipa pembuangan panas dari kontak garis ke kontak permukaan;

Membantu meningkatkan suhu antar baterai tunggal;

Membantu meningkatkan kapasitas panas keseluruhan baterai, sehingga mengurangi suhu rata-rata keseluruhan.