Melhorando a segurança do veículo elétrico: o papel dos materiais de isolamento de airgel

Com o crescente apoio do governo global ao desenvolvimento de novos veículos energéticos, a produção e as vendas de veículos elétricos testemunharam um rápido crescimento, levando à industrialização acelerada. No entanto, a fuga térmica continua sendo uma preocupação de segurança significativa para os veículos elétricos, especialmente no que diz respeito às baterias de íons de lítio usadas como fonte de energia. A sobrecarga pode levar a altas temperaturas, resultando em incêndios e explosões. Para resolver esse problema, os materiais de isolamento de airgel emergiram como uma solução eficaz para melhorar a segurança dos veículos elétricos.

Vantagens dos materiais de isolamento airgel:

Aerogels oferecem vários benefícios importantes, incluindo baixa condutividade térmica, excelente desempenho de isolamento e não combustibilidade. Comparados aos materiais de isolamento tradicionais, os aerogéis fornecem o mesmo nível de eficácia do isolamento, com apenas 1/5 a 1/3 da espessura. Esse atributo de economia de espaço é particularmente crucial para as baterias de energia, pois permitem o controle e o gerenciamento térmicos aprimorados, o desempenho aprimorado e as temperaturas mais estáveis. Os materiais de isolamento do airgel atuam como isolamento e barreiras resistentes ao fogo, fornecendo aos usuários e passageiros tempo adicional para evacuar e extinguir incêndios.

Aplicações de materiais de isolamento de airgel em veículos elétricos:

Os materiais de isolamento do airgel encontram aplicação em vários aspectos de novos veículos de energia, como isolamento e retardância de chama entre células da bateria, isolamento e absorção de choque entre módulos e carcaças, camadas de proteção a frio externas para caixas de bateria e camadas de isolamento de alta temperatura. Vamos nos concentrar nas almofadas de isolamento de airgel usadas para baterias de energia e examinar seus principais indicadores de desempenho.

Requisitos de desempenho para almofadas de isolamento de airgel:

De acordo com o padrão do grupo T/CSTM 00193-2020 para as almofadas de isolamento de airgel usadas em baterias de energia de íons de lítio, os principais requisitos de desempenho incluem:

1. Taxa de desvio de massa: não deve exceder 15%.

2. Desempenho de isolamento térmico: o encolhimento das dimensões do comprimento e da largura da amostra antes e depois do teste não deve exceder 3%. A temperatura no lado frio da amostra não deve exceder 180 ° C dentro de 5 minutos após o teste.

3. Queima vertical: deve atender aos requisitos de nível V0 especificados em GB/T 2408.

4. Taxa de compressão: não deve ser inferior a 35% sob uma pressão de 2 MPa.

5. Resistência à tração: deve ser inferior a 500 kPa nas direções do comprimento e da largura.

6. Desempenho de isolamento: A resistência térmica da superfície deve ser superior a 500 MΩ e a corrente de vazamento deve ser inferior a 1 Ma.

7. Substâncias restritas: devem cumprir os requisitos da diretiva 2011/65/UE.

8. Resistência ao envelhecimento: Após o envelhecimento, a taxa de atenuação de resistência à tração não deve exceder 30%, e a taxa de variação das dimensões de comprimento e largura deve ser inferior a 1%. O desempenho do isolamento térmico deve atender aos requisitos especificados na tabela.

Comparação com materiais de isolamento tradicionais:

Os materiais de isolamento comumente usados ​​para baterias de energia incluem espuma, espuma de plástico, lã de vidro ultrafino, algodão alta sílica, painéis de isolamento a vácuo e aerogel de sílica. Comparados às almofadas de isolamento tradicionais, as almofadas de isolamento do airgel oferecem vantagens como retardância da chama, resistência à alta temperatura, baixa condutividade térmica, sem geração de gás tóxico, resistência à água, resistência à umidade, resistência a choque, leve, baixo custo e espessura fina.

Significado dos materiais de isolamento de airgel:

Quando aplicado nos módulos da bateria de energia de íons de lítio, a baixa condutividade térmica das almofadas de isolamento de airgel bloqueia efetivamente a rápida difusão do calor gerada durante carregamento e descarga de alta taxa. No caso de fuga térmica, as almofadas de isolamento do airgel fornecem isolamento térmico, atraso ou prevenção de acidentes. Se as células da bateria ficarem superaquecidas e capturarem fogo, as almofadas de isolamento do airgel, com suas propriedades não combustíveis (cumprindo os requisitos de nível A1), poderão bloquear ou atrasar efetivamente a propagação do fogo. Isso garante que a bateria permaneça não inflamável e não explosiva por pelo menos 5 minutos, proporcionando tempo suficiente para evacuação. Assim, as almofadas de isolamento de airgel desempenham um papel vital no aumento do desempenho da segurança de novas baterias de energia de veículos energéticos.

Conclusão:

Apesar do custo mais alto, o desempenho superior à segurança dos materiais de isolamento airgel supera o de outros materiais de isolamento tradicionais. Eles são reconhecidos como a escolha ideal para o isolamento da bateria de energia e os materiais retardadores de chama. À medida que a importância da segurança em novos veículos de energia continua a crescer, a aplicação de materiais de isolamento de airgel, particularmente em ônibus elétricos e novos carros de energia com requisitos de segurança mais altos, é sem dúvida a opção preferida. Especialistas estimam que as vendas globais de novos veículos energéticos representarão um terço do total de vendas de veículos até 2025, indicando um futuro promissor para aerogéis. À medida que a escala de produção dos materiais airgel amadurece e se expande, os preços devem diminuir, levando a um aumento da penetração e aplicação do mercado na nova indústria de veículos energéticos.