Ứng dụng của bọt silicon trong pin năng lượng mới cho xe

Vật liệu xốp silicon (còn được gọi là bọt silicone / silicone tạo bọt) là một chất đàn hồi polymer xốp, mật độ thấp và có thể nén được làm từ các nguyên liệu thô như kẹo cao su thô silicone, chất độn, máy gia tốc lưu hóa và chất tạo bọt. Sau khi trộn đều, nó được sản xuất thông qua một quy trình đặc biệt dưới áp suất cao và nhiệt độ cao. Sở hữu độ đàn hồi cao của cao su silicon và đặc tính cách âm và hấp thụ sốc của vật liệu xốp, nó có ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, thường dùng làm miếng đệm giảm rung, miếng đệm kín, vật liệu hấp thụ âm thanh, vật liệu lớp cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt trong ngành hàng không. Theo cấu trúc tế bào, bọt silicon hữu cơ được phân loại thành các loại tế bào kín, tế bào mở và hỗn hợp.

Vật liệu xốp silicon hữu cơ dạng ô kín thể hiện khả năng hấp thụ sốc, đệm, cách âm, cách nhiệt và đặc tính chống cháy, chống cháy nổ tuyệt vời. Trong lĩnh vực ô tô, nó chủ yếu được sử dụng cho ống xốp cách nhiệt trong máy điều hòa không khí trên xe, giảm xóc xe và vòng đệm kín silicon xốp cho ắc quy xe năng lượng mới. Hiện nay, nhiều vật liệu nội thất ô tô như sàn, trần, vô lăng, ghế ô tô đều là vật liệu xốp polyurethane. Một mặt, công nghệ của vật liệu bọt polyurethane tương đối trưởng thành và hiệu suất của chúng đáp ứng các tiêu chuẩn sử dụng; mặt khác, giá vật liệu xốp polyurethane tương đối thấp. Tuy nhiên, vật liệu xốp polyurethane có khả năng chống chịu thời tiết kém, dễ cháy và thải ra một lượng lớn khí độc hại có hại cho cơ thể con người trong quá trình đốt cháy. Do đó, với việc quảng bá vật liệu bọt silicone hữu cơ và nâng cao hiểu biết của mọi người về chúng, dự kiến ​​vật liệu bọt silicone hữu cơ sẽ thay thế vật liệu bọt polyurethane truyền thống trong tương lai.

Silicone cách nhiệt là một loại silicone được điều chế từ các nguyên liệu thô như bông thủy tinh siêu mịn không chứa kiềm, cao su silicon lưu hóa ở nhiệt độ phòng, silica bốc khói, oxit sắt và dầu silicon hydroxyl.

Sản phẩm khung đệm cách nhiệt silicon có chức năng đệm và cách nhiệt, có thể ứng dụng vào lĩnh vực bảo vệ nhiệt của pin lithium trên các phương tiện sử dụng năng lượng mới.

Đặc điểm của bọt silicone:

Mật độ của bọt silicone.

Mật độ của ma trận bọt silicon là 1,17 g/cm³. Tuy nhiên, thông qua xử lý tạo bọt, mật độ của vật liệu bọt silicon hữu cơ hiện đã được chuẩn bị trong các quy trình trưởng thành có thể thấp tới 0,16 - 0,20 g/cm³, có thể được sử dụng cho các bộ phận như ghế ô tô và tựa đầu; trong khi vật liệu xốp cao su silicon thông thường (với mật độ 0,45 g/cm³) được sử dụng rộng rãi để lấp đầy khoảng trống ở các bộ phận bịt kín và giảm chấn.

Hiệu suất chống cháy của bọt silicone.

Theo dữ liệu nghiên cứu thực nghiệm khoa học, bọt silicon có bổ sung chất chống cháy có hiệu suất chống cháy tuyệt vời và cấp độ chống cháy có thể đạt tới UL94-V0. Khi áp dụng cho xe điện, nó có thể giảm thiểu hiệu quả các vấn đề do quá trình đốt cháy gây ra.

Hiệu suất cách điện của bọt silicone.

Với sự gia tăng lượng chất độn vật lý, điện trở suất và điện trở suất bề mặt của cao su silicon có xu hướng giảm, và hằng số điện môi và hệ số tổn thất điện môi thường có xu hướng tăng. Có thể thấy rằng việc bổ sung chất độn vật lý sẽ làm hỏng hiệu suất cách điện của cao su silicon ở một mức độ nhất định.

Ứng dụng của xốp silicone trong ngành xe điện:

Pin là nguồn năng lượng của xe điện thuần túy. Các mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn của pin gây nguy hiểm nghiêm trọng đến sự an toàn của toàn bộ phương tiện. Khi cell pin hoạt động sẽ sinh ra một lượng nhiệt nhất định. Ở các nhiệt độ khác nhau, nó có thể tạo ra hiệu ứng giãn nở và co nhiệt nhất định, dẫn đến sự giãn nở của pin. Ma sát lưới điện dung trong thời gian dài giữa các cell pin có thể gây hư hỏng cell pin và dẫn đến hỏng pin, thậm chí trong trường hợp nghiêm trọng là mất kiểm soát. Ngoài ra, điện áp đầu ra của bộ pin đạt trên 200V, yêu cầu vỏ pin phải kín và chống thấm nước để tránh nước xâm nhập và đoản mạch. Cấp độ chống nước của vỏ pin phải đạt IP67.

Bọt silicon có đặc tính phục hồi nén cao, ngăn ngừa biến dạng do sự giãn nở nhiệt và co lại của pin trong quá trình sạc và xả. Nó có độ bền tuyệt vời, khả năng nén thấp, hấp thụ sốc và chống cháy (cấp UL 94 V0). Đồng thời, silicone còn có đặc tính chống thấm nước tốt và các đặc tính sau nên được sử dụng rộng rãi trong đệm cách nhiệt và làm kín khung của pin năng lượng mới.

Ở các nhiệt độ khác nhau, hiệu suất của bọt silicon ổn định và hiệu suất của vòng đệm sản phẩm ổn định.

Khả năng chống thấm nước tuyệt vời, đảm bảo không bị nước thấm vào khi sản phẩm được sử dụng ngoài trời.

Mất nén lâu dài thấp, có khả năng chống biến dạng nén nhất định.

Hiệu suất chống cháy tuyệt vời, ngăn ngừa hiệu quả các rủi ro do hiệu ứng nhiệt trong quá trình hoạt động của pin.

Độ dày và độ cứng có thể được thiết kế theo các tiêu chuẩn khác nhau. Vòng đệm phải vừa khít với vỏ và có độ căng thấp, ngăn ngừa hiệu quả vòng đệm bị cong và phồng lên.

Nguyên lý hoạt động của việc sử dụng tấm silicon dẫn nhiệt trong pin lithium xe năng lượng mới: Do chênh lệch nhiệt độ trong bộ pin không được kiểm soát trong phạm vi 5°C nên cần phải gắn tấm silicon dẫn nhiệt vào cả mặt trên và mặt dưới của bộ pin. Sau đó, tấm silicon dẫn nhiệt sẽ dẫn nhiệt độ đến lớp vỏ nhôm bên ngoài, kiểm soát chênh lệch nhiệt độ của toàn bộ mô-đun pin trong khoảng 5°C, đáp ứng các yêu cầu thiết kế của bộ pin, từ đó kéo dài tuổi thọ của bộ pin và giúp hiệu suất ổn định hơn trong quá trình lái xe.

Giữa các pin, giữa pin và đường ống, việc lấp đầy các tấm silicon dẫn nhiệt có khả năng cách điện và dẫn nhiệt tốt có thể đóng các vai trò sau:

Thay đổi dạng tiếp xúc giữa pin và ống tản nhiệt từ tiếp xúc dây sang tiếp xúc bề mặt;

Giúp tăng nhiệt độ giữa các pin đơn;

Giúp tăng công suất nhiệt tổng thể của bộ pin, từ đó giảm nhiệt độ trung bình chung.