Спонсируется Эйвери Деннисон.
Продолжающаяся оптимизация проектирования аккумулятора означает решение теплового бега и других проблем. Члена для чувствительных к давлению ленты (PSA) могут быть важной частью решения.
Макс Ванрафорст —Менеджер рынка, Хранение энергии для Эйвери Деннисон Северная Америка.
Это динамичное время для рынка электромобилей (EV). Согласно отчету Cox Automotive, продажи EV Automotive, продажи EV выросли на 11,4% в первом квартале 2025 года по сравнению с первым кварталом 2024 года. Многие долгосрочные прогнозы предсказывают продолжение двузначного роста.
Однако краткосрочным перспективами для отрасли является нестабильность. На момент написания статьи тарифный план администрации Трампа остается в изменении. Независимо от их окончательной формы, тарифы, вероятно, будут перемешать глобальные цепочки поставок, от которых зависят производители.
Несмотря на это, инженеры, которым поручено сделать батареи EV более безопасными, более долговечными и более энергетическими плотными, должны оставаться сосредоточенными на поставленной задаче. Поистине преобразующие технологии, такие как твердотельные батареи, все еще выходят из дома. Таким образом, продолжение прогресса означает дальнейшую оптимизацию современных технологических платформ. Члена, чувствительные к давлению клея (PSA), интегрированные с функциональными материалами, являются универсальным, простым в использовании и экономически эффективным материалом для многих современных проблем с аккумулятором EV.
Экосистема теплового управления
Ключевой проблемой в этой истории оптимизации является проблема термического управления.
Аккумулятор — это сложная экосистема, требующая регуляции температуры для оптимальной производительности ячеек во время нормального использования, а также во время экстремальных явлений. На самом базовом уровне это означает, что клетки следует нагреваться, когда они слишком холодны и охлаждаются, когда они слишком теплые.
Таким образом, батареи имеют три типа тепловых требований:
1. Теплоизоляция
Низкие термически проводящие (изолирующие) материалы используются для защиты нормально рабочих ячеек от перегрева, что предотвращает тепловые сбегающие события.
2. Теплопроводность
Высокие теплопроводящие материалы, такие как тепловые материалы раздела (TIMS), используются для соединения ячеек к компонентам охлаждения и облегчения теплопередачи.
3. Вентиляция
Стратегии вентиляции позволяют горячим газам избежать неисправной клетки при защите соседних клеток. Эти стратегии могут включать различные тепловые материалы.
Чтобы понять теплопроводность … пойти на поход в лесу
Сравните идею теплопроводности с походом в лесу. Представьте, что вы пытаетесь пройти через густой лес деревьев, низменной скраб, корни и камни и, возможно, немного грязи. Это сложно, ты дышишь усердно, потеешь и, возможно, немного ругаешься! Теперь сравните это с прогулкой по плоской, ухоженной, усаженной деревьям тропам. Это проще и, вероятно, более приятно. С точки зрения тепла, материал с низкой проводимостью похож на этот густой лес — трудно пройти. Материал с высокой проводимостью — это мягкий след.
Другим важным соображением является длина самого похода. Короткий поход по густому лесу может не быть большим препятствием. Это длинный убор, который в конечном итоге замедляет вас.
Это приводит нас к решению ленты PSA для теплового управления. Ленты, по дизайну, очень тонкие. Таким образом, хотя они не склонны предлагать высокую теплопроводность, они предлагают всего короткий путь для перемещения тепла. Но из -за их огромной универсальности ленты также могут быть интегрированы с низкой теплопроводительной материалами, что делает их подходящими для широкого спектра применений теплового управления в рамках аккумулятора.
Тепловые беглые барьерные решения
Тепловой сбег начинается, когда перегревающие ячейки сжигания. Этот огонь растет до такой степени, что из ячейки вырываются горячие газы и материалы. Уходящее вещество приводит к перегреву других ячеек, загореться и разрываться по очереди. Тепловое сбегающее событие на уровне модуля может затем распространяться на другие модули в упаковке, что приводит к полному уничтожению аккумулятора и, вероятно, автомобиля.
Клишки могут быть использованы для инкапсуляции изоляционных (низких теплопроводности) барьерных материалов, таких как слюда, керамическая бумага или аэрогеля. Затем они могут быть размещены между ячейками, модулями и/или внутри крышки упаковки. Из -за тонких профилей лент они идеальный выбор для этих узких пространств — обеспечивая необходимую связь, обеспечивая максимально возможную толщину изоляционного материала, учитывая ограничения пространства.
В некоторых обстоятельствах эти решения на основе PSA могут предотвратить тепловое промежуточное распространение на уровне клеток или модуля. Но в большинстве случаев они могут, по крайней мере, замедлить распространение термического бегства, предоставляя пассажирам ценное время для выхода из автомобиля.
Тепловые сбежавшие вентиляционные решения
Как отмечалось выше, Thermal Runaway ведется, когда из одной ячейки вырвались горячие газы и материалы. Таким образом, производители клеток интегрируют стратегии вентиляции в свои проекты.
Вентиляционное отверстие — это просто порт, который позволяет горячим, расширяющимся газам и сжиганию материала, чтобы избежать ограничений ячейки, создавая более контролируемое высвобождение давления. Проблема заключается в том, что, когда те, кто сбежал, стремительно проникнуть через модуль, они могут проникнуть в другие ячейки через свои вентиляционные порты и, таким образом, инициировать тепловое событие.
Нужна стратегия вентиляции, которая позволяет высвобождать давление, защищая здоровые клетки от этих горячих газов и материалов. Опять же, ленты PSA предлагают элегантное решение: в этом случае это ленты с анизотропным носителем — только одна сторона ленты обеспечивает пламенное сопротивление.
Эти ленты PSA применяются к батарейным элементам во время сборки, покрывая вентиляционные порты. Затем анизотропный носитель позволяет пламени выходить через порт горящей ячейки. Но когда пламя затем циркулирует через модуль, пламенная сторона ленты защищает вентиляционные порты здоровых клеток.
https://www.youtube.com/watch?v=JFDSBKBZV9G
Анизотропные ленты на основе PSA могут помочь защитить здоровые клетки и ингибировать термический бегствоПолем
Огновое отсталость не является постоянным. В конце концов, лента скомпрометирована, и пламя может влиять на здоровые клетки. Но опять же, речь идет о смягчении и задержке полного термического бегства и даре пассажирам ценное время для безопасного побега.
Диэлектрическая защита решений
Электрическое сортирование в высоковольтной среде часто может привести к огню, и, следовательно, является еще одной проблемой, которая может повлиять на тепловое управление экосистемой батареи. Опять же, ленты PSA выходят на вызов.
Полимерные пленки могут использоваться в пакете и модуле для связывания или для инкапсуляции критических деталей. Эти ленты обеспечивают высокую диэлектрическую прочность на толщину единицы и имеют тенденцию ингибировать тепловой поток, что делает их предпочтительной альтернативой многим традиционным диэлектрическим покрытиям.
Новая технология ленты PSA — это диэлектрическая лента, которую можно применить к плоским металлическим пробелам перед штампованием и формированием. Это простое в использовании решение, которое оптимизирует обе диэлектрические прочности и Сборка течет, так как это устраняет отверстие и очистку, а также другие процессы, необходимые для традиционных покрытий. Эйвери Деннисон недавно опубликовал трудовой документ, объясняющий, как технология маркируемой диэлектрической ленты PSA может принести пользу производителям.
Решения ленты PSA теперь доступны
Все решения для пленки PSA, обсуждаемые в этой статье, в настоящее время доступны. Фактически, портфель батареи Avery Dennison EV содержит широкий спектр решений на основе пленки PSA, разработанных для того, чтобы помочь производителям решать такие проблемы, как термическая сбежание и диэлектрическая защита. И эти ленты легко включить в ручные или автоматизированные процессы сборки, помогая производителям батарей EV оптимизировать оба рабочего процесса и дизайн.
Решения ленты можно разрезать и штамповать по спецификации и предоставлять в масштабе локальными преобразователями. Эти сторонние поставщики работают в тесном контакте с Эйвери Деннисон и производителем батареи, чтобы обеспечить правильные решения в необходимых объемах, даже в нестабильное время для автомобильной промышленности.
Светлое будущее для электромобилей
Какую бы волатильность ни была, будущая, будущее, будущее для электромобилей. Используя такие решения, как ленты PSA, производители могут быть уверены, что их продукция будет удовлетворять потребности потребителей в безопасности, надежности и долговечности.
