Која је термичка баријера најбоља за ЕВ батерије: лискун, аерогел или керамички композит? 

Одабир термичке баријере батерије за ЕВ батерију само према максималној температури може оставити пакет рањивим на ширење од ћелије до ћелије, млазове пламена, ерозију честица или електрични квар.

Одговарајући материјал зависи од тога где је постављена баријера и шта мора да ради током нормалног рада батерије и термичког догађаја. Аерогел је посебно атрактиван за топлотну отпорност од ћелије до ћелије, лискун пружа робусну електричну и високотемпературну изолацију, док керамички композитни материјали могу да обезбеде снажну заштиту од пожара и топлоте у апликацијама на нивоу модула и паковања.

Стога не постоји универзални победник у поређењу аерогела и лискуна . Инжењер батерија треба прво да дефинише термичку изложеност, дебљину, компресију, захтеве за диелектриком и место уградње пре него што одабере материјал.

Како се разликују лискун, аерогел и керамичке композитне баријере?

Замена једног материјала другим само на основу топлотне проводљивости може решити један проблем док ствара проблем са паковањем, компресијом или електричном изолацијом.

Упоредите материјале по функцији, а не по називу материјала. Аерогел може да обезбеди високу топлотну отпорност у танком простору од ћелије до ћелије; лискун је широко прикладан за електричну изолацију и ватроотпорне баријере; композити на бази керамике постају атрактивни тамо где су битна озбиљна топлотна изложеност и перформансе структурне баријере.

Када је аерогел бољи од лискуна између ћелија батерије?

Коришћење баријере која проводи превише топлоте кроз уски ћелијски јаз може дозволити неуспешној ћелији да загреје свог суседа довољно брзо да допринесе ширењу.

Аерогел постаје посебно занимљив тамо где висока топлотна отпорност мора да стане у танак простор од ћелије до ћелије. Комерцијалне ЕВ аерогел баријере такође могу бити пројектоване око понашања компресије тако да јастучић ради током нормалног отицања ћелија као и током абнормалног термичког догађаја.^[1]

Аспен Аерогелс је пријавио пример мини-модула који користи две призматичне ћелије од 62 Ах са 2,35 мм ПироТхин баријером при отприлике 50% напрезања. Суседна ћелија није ушла у термални бег у том специфичном тесту, иако Аспен експлицитно напомиње да је поставка изоловала неке секундарне путеве ширења који се налазе у комплетном паковању.^[2]

Тај резултат не би требало да се претвара у универзално „правило аерогела од 2,35 мм“. Ћелијска хемија, енергија, размак, компресија и механизми ширења разликују се по дизајну батерије.

Када су лискун и керамички композити бољи избор?

Коришћење меког материјала за компресију ћелија свуда може оставити сабирнице, границе модула или поклопце паковања без електричне или структуралне баријере које су им потребне.

Користите лискун или керамичке композитне материјале тамо где је дизајну потребна електрична изолација на високим температурама, отпорност на ватру или структурно стабилнија баријера. Лискун може бити посебно користан око ВН проводника, сабирница, структура модула и изолације на нивоу пакета.

Силиконски композити који се могу керамичити пружају други пут. Саинт-Гобаин, на пример, наводи силиконске производе који се могу керамификовати за термалне јастучиће од ћелије до ћелије и заштиту паковања, показујући да систем за формирање керамике може комбиновати флексибилност током склапања са заштитном баријером током јаког излагања топлоти.^[3]

Како да изаберете термалну баријеру?

Куповина материјала са најимпресивнијим температурним тврдњама не доказује да ће батерија бити отпорна на ширење топлоте.

Дефинишите стварну изложеност квару и потврдите готову конструкцију. Узмите у обзир хемију ћелије, локацију баријере, доступну дебљину, компресију, диелектричне перформансе, изложеност пламену, удар честица и суседне материјале.

УЛ Солутионс напомиње да догађај топлотног бекства може укључити високу температуру, притисак, пламен попут млаза и избачене честице које могу да еродирају заштитне материјале. УЛ 2596 тестирање је развијено да би се испитале перформансе материјала у односу на ове комбиноване опасности.^[4]

Поређење баријера од лискуна, аерогела и керамичких батерија?

Пошаљите Фукиангу свој формат ћелије, локацију баријере, доступну дебљину, захтев за компресију и циљ термичке заштите. Наш инжењерски тим може да прегледа опције резаног материјала и припреми узорке прототипа за валидацију пакета батерија.

ФАК

Да ли је аерогел бољи од лискуна за ЕВ батерије?

Не универзално. Аерогел је посебно користан за танке топлотне баријере од ћелије до ћелије, док лискун може бити користан тамо где су електрична изолација, стабилност структуре и заштита од високих температура приоритети.

Шта је лискуна алтернатива за изолацију батерија?

У зависности од примене, алтернативе могу укључивати аерогел баријере, силиконске композите који се могу керамичити и друге изолационе системе на бази керамике. Замена мора бити одабрана према функцији, а не само по дебљини.

Може ли термална баријера зауставити топлотни бекство батерије?

Баријера не зауставља електрохемијски квар унутар иницијалне ћелије. Његова улога је да смањи топлоту и друге путеве ширења, тако да је мања вероватноћа да ће суседне ћелије ући у термални бег.

Који је најбољи материјал за топлотну заштиту од ћелије до ћелије?

Не постоји најбољи универзални материјал. Хемија ћелије, расположиви зазор, компресија, термичка изложеност и архитектура паковања одређују одговарајућу баријеру.

Да ли се лискун и аерогел могу користити у истој батерији?

Да. Паковање може да користи аерогел између ћелија и лискуна или друге високотемпературне изолације на локацијама модула, сабирница или кућишта када инжењерски захтеви оправдавају стратегију хибридног материјала.

15-годишњи аутомобилски кабелски свежањ и перспектива изолације електричних возила

Након 15 година рада на аутомобилским жичаним свежњама и електричној изолацији ЕВ, научио сам да топлотну заштиту од бекства треба дизајнирати према локацији и начину квара, а не према репутацији материјала. Најјачи пакети батерија често користе различите материјале за термичку отпорност на нивоу ћелије, ВН електричну изолацију и заштиту од пожара на нивоу паковања.

Ауторитативне референце

[1] Аспен Аерогелс — Пиротанке од ћелије до ћелије термичке баријере

[2] Аспен Аерогелс — испитивање топлотног ширења од ћелије до ћелије

[3] Саинт-Гобаин — Заштита од пожара и топлотног ширења батерија ЕВ

[4] УЛ Солутионс — Тхермал Рунаваи Евалуатион Баттери Енцлосуре