通常のポリマー絶縁体は、バッテリーの深刻な熱暴走が起こると機械的完全性を失い、隣接するセル、バスバー、またはエンクロージャーのコンポーネントが熱や炎にさらされる可能性があります。
セラミック化可能なシリコーンは、厳しい熱の下でよりセラミックのような保護残留物に変化することで、この問題に対処します。 熱事象が発生する前に、シリコーンに関連する柔軟性と加工性を提供できます。激しい熱の下で、この材料はバリアを維持するのに役立つ保護無機構造を形成するように配合されています。
このため、 セラミック シリコーン ゴムおよびセラミック化可能シリコーン テープは、 組み立て時の柔軟性と極度の高温時のバリア保持の両方が必要とされる EV バッテリーの防火用途に特に興味深いものとなっています。
絶縁層が単純に燃え尽きるか完全性を失うと、熱と炎が隣接するバッテリーコンポーネントに向かってより直接的に伝わる可能性があります。
セラミック化可能なシリコーンは、十分に厳しい熱にさらされたときにセラミックのような保護層を形成するように配合されています。 WACKER は、熱にさらされるとセラミック化するシリコーンゴムブレンドをバッテリーハウジング内に適用したバッテリー防火開発について説明しました。[1]
重要な違いは、 セラミック化は通常の難燃性と同じではないということです。 難燃性ポリマーは、燃焼挙動を制限するように設計されています。セラミック化可能なシステムは、極度の熱暴露中により密着性の高い保護残留物を形成するようにさらに設計されています。
状態 |
重要な役割 |
バッテリーの設計値 |
|---|---|---|
通常動作 |
柔軟な断熱材またはクッション性 |
組み立てと公差の管理 |
細胞の膨張 |
機械的対応 |
設計された場所で制御されたインターフェースを維持します |
猛暑 |
セラミック形成バリア |
熱と火の分離を維持するのに役立ちます |
セラミック化可能なシリコーンを汎用シートとしてのみ使用すると、パック周囲のさまざまな機械的および熱的問題を解決する能力が無駄になる可能性があります。
素材の形式を場所に合わせます。 潜在的な用途には、セル間のパッド、モジュール境界、パックカバー保護、防火区画シール、および選択された電気コンポーネントの周囲の絶縁が含まれます。
サンゴバンは、セル間TRPパッド、トップカバー保護、防火区画シールなどの熱暴走用途向けのセラミック化可能なシリコーンゴムおよびスポンジ製品をリストに挙げています。[2]
セラミック化可能なシリコーンテープは、形状に適合する絶縁形式が必要な場合にも役立ちますが、 テープ、シート、スポンジ、および成形シリコーンが同一の火災挙動を有すると想定すべきではありません。
あらゆる耐火シリコンを完全な「熱暴走ソリューション」と呼ぶと、材料テストとパックレベルの性能の間に危険なギャップが生じる可能性があります。
セラミック化可能なシリコーンをシステムレベルの伝播戦略の 1 つの要素として扱います。 バリアの位置、厚さ、ベントの方向、セルの間隔、冷却構造、エンクロージャの設計は依然として重要です。
熱暴走により、材料が高温、圧力、炎、噴出する粒子にさらされる可能性があります。したがって、ULソリューションは、従来の可燃性評価のみに依存するのではなく、熱的ストレスと機械的ストレスを組み合わせた条件下でバッテリーエンクロージャの材料を評価します。[3]
データシートに「セラミック成形」と記載されているという理由で材料を選択しても、その材料がバッテリーの実際の故障シナリオに耐えられることを証明するものではありません。
必要な厚さと圧縮状態で完成した材料を確認します。 誘電特性、圧縮挙動、該当する場合は接着力、熱暴露、セラミック残留物の完全性、および周囲のバッテリー部品との適合性をチェックします。
カスタムのセラミック化可能なバッテリー絶縁部品が必要ですか?
バッテリーの図面、材料の厚さ、セルまたはモジュールの位置、圧縮要件、ダイカット形状を Fuqiang に送信してください。当社のエンジニアリング チームは、シート、パッド、またはテープ形式のオプションを検討し、検証用のサンプルを準備します。
これは、厳しい熱や火にさらされたときにセラミックのような保護構造を生成するように配合されたシリコーンベースの素材です。
いいえ、難燃性は燃焼挙動を表し、セラミック化は厳しい熱にさらされたときに保護用のセラミックのような残留物を形成する材料の能力を表します。
用途には、セルバリア、モジュール断熱、パックカバー保護、防火区画シール、および熱事象前の柔軟な断熱と熱暴露中のバリア保持の向上を必要とするその他の領域が含まれます。
柔軟性のあるテープ形式の方が剛性シートよりも実用的である形状の周囲に、適合性のある耐火性の電気絶縁または断熱材を提供できます。
いいえ、初期セルの電気化学的故障を防ぐことはできません。その目的は、適切に設計されたバッテリー システムに統合された場合に、熱と火災への曝露を管理し、伝播リスクを軽減することです。
15 年間にわたる自動車用ワイヤーハーネスとバッテリー絶縁の展望
自動車の電気絶縁およびワイヤー ハーネス システムに 15 年間取り組んできた私は、セラミック化可能なシリコーンが 通常の動作中に 1 つの目的を果たし、極度の高温時に別の目的を果たすことができるため、価値があると考えています。 重要なのは、材料の説明にある「セラミック成形」という言葉に頼るのではなく、実際に完成した部品を検証することです。
[1] WACKER — シリコーン材料とセラミック化バッテリー防火
