6 Materialien zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus
Die Bedeutung von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen wächst: Klimaschutz, immer knapper werdende fossile Brennstoffe und ein durch die Bevölkerungszunahme steigender Mobilitätsbedarf erfordern neue Lösungen und alternative Antriebe.
Elektrofahrzeuge können einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz und zur Vermeidung von Emissionen leisten. Deshalb sind Elektrofahrzeuge fester Bestandteil der technologieoffenen Antriebsstrategien deutscher Hersteller und Zulieferer. Der Sprung in der Batterietechnologie hat die Elektromobilität zu einer Option für die Mobilität der Zukunft gemacht.
Die Entwickler haben sich darauf konzentriert, die bestehenden Vorteile von Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren zu nutzen. Dies ist beispielsweise der hohe Wirkungsgrad eines Elektromotors.
Die in Elektrofahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen-Batterien werden ständig verbessert. Autohersteller entwickeln leistungsstärkere Lithium-Ionen-Batterien, die eine größere Reichweite haben und schneller geladen werden können. Neben diesen Verbesserungen wird die Verbesserung der Sicherheit bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen immer dringlicher.
Lithium-Ionen-Akkus erzeugen während des Betriebs und beim Laden eine erhebliche Wärmemenge. Neben dem Einsatz von Wärmemanagement-Materialien zur Wärmeableitung kann der Einsatz von schützenden, flammhemmenden Isolationsmaterialien zwischen den Komponenten der Batteriezelle, des Moduls und der Batterie einen weiteren thermischen und elektrischen Isolationsschutz bieten.
In folgenden Bereichen müssen Materialien verwendet werden:
- Isolierungsdichtungen bei Positiv-Steckverbindern
- Zellisolierung
- Isolierung serieller Anschlüsse
- BMU-Isolierung
- Kantenschutz
- Batteriegehäuse
- Batterieisolierung
- Gehäuseisolierung
Zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus werden folgende 6 Materialien verwendet:
- Polypropylenfolie
- Polyesterfolie
- Flammensperre Flame Barrier 3M FRB
- Nomex-Aramidpapier
- Polyimidfolie
- Glimmer
1. Polypropylenfolie zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus
Polypropylen hat ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften, ausgezeichnete Undurchlässigkeit und ist leicht verformbar. Formex ist die erste Wahl für Ingenieure und Designer. Es ist sehr langlebig und hat eine ausgezeichnete Durchschlagsfestigkeit. Außerdem ist es schwer entflammbar (UL94 V-0) und erfüllt strenge Sicherheits- und Umweltauflagen. PP-Folie kann gestanzt, geritzt und gefaltet werden, um eine benutzerdefinierte dynamische 3D-Form zu erstellen.
2. Polyesterfolien zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus
Polyesterfolien (auch bekannt unter den Handelsnamen Mylar und Hostaphan) werden auch in vielen Anwendungen verwendet, bei denen elektrische Isolierung, Wärmebeständigkeit und Dimensionsstabilität erforderlich sind. PET-Folien sind als dielektrischer Isolator über einen relativen Temperaturbereich nützlich. Je nach Anwendung im Inneren der Batterie kann ein anderes Produkt für höhere Temperaturen besser geeignet sein.
3. Flame Barrier FRB anorganische Isolierpapiere zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus
3M Flame Barrier FRB anorganische Isolationspapiere basieren auf anorganischer Materialtechnologie, speziell entwickelt für den Einsatz als Flammsperre in elektrischen Geräten. 3M™ FRB Isolationspapiere bieten zum Schutz elektrischer Gefährdung einen hervorragenden Widerstand gegen Brennbarkeit und Entzündbarkeit, hervorragende Lichtbogen-, Kriechweg- und dielektrische Durchschlagsfestigkeit, sowie gute thermische Leitfähigkeit.
4. Nomex-Aramidpapiere zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus
Nomex-Aramidpapiere werden seit langem in elektrischen Anwendungen eingesetzt. Nomex, das auf Meta-Aramidfasern basiert, hat ein breites Anwendungsgebiet. Dieses Material ist für Hersteller von Motoren, Transformatoren oder Generatoren unverzichtbar. Neben seiner dielektrischen Leistung zeichnet es sich durch eine sehr hohe thermische Beständigkeit (220 °C nach UL 746) und mechanische Festigkeit aus. Eigenschaften, die auch bei der Herstellung von Akkus und Batterien wichtig sind.
5. Polyimidfolien zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus
Polyimidfolien werden häufig in Anwendungen verwendet, die extremer Hitze und Vibrationen ausgesetzt sind. Polyimidfolien sind schwer entflammbar (UL94 V-0) und behalten ihre elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften auch unter extrem rauen Bedingungen.
6. Glimmer zur elektrischen und thermischen Isolierung von Batterien und Akkus
Glimmer ist ein mineralisches Material, das in der Zusammensetzung einiger Isolierfolien vorkommt. Da er sehr krümelig ist, können Glimmer-„Flocken“ zu einem Bindemittel hinzugefügt werden. Diese Mischung wird dann auf ein Substrat aufgebracht, um das zu erhalten, was wir als flexiblen Glimmer bezeichnen. Er kann auch direkt bei der Herstellung einer Folie hinzugefügt werden, wie es bei Nomex® 818 der Fall ist. Glimmer erhöht die dielektrische Leistung und bietet thermische Barriereeigenschaften. Dadurch eignet er sich besonders für die Isolierung zwischen den Zellen.
Alle Materialien sind gestanzt und selbstklebend lieferbar.
