6 Materialien zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus

Battery insulation

6 Materialien zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus

Die Bedeutung elektrisch angetriebener Fahrzeuge wächst: Klimaschutz, knapper werdende fossile Brennstoffe und ein erhöhter Mobilitätsbedarf durch steigende Bevölkerungszahlen erfordern neue Lösungen und alternative Antriebe.

Elektrofahrzeuge können einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz und zur Emissionsvermeidung leisten. Deshalb sind die Elektrofahrzeuge fester Bestandteil der technologieoffenen Antriebsstrategien der deutschen Hersteller und Zulieferer. Der Sprung in der Batterietechnologie hat die Elektromobilität zu einer Option für künftige Mobilität werden lassen.

Die Entwickler haben sich darauf konzentriert, die bestehenden Vorteile von Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren zu nutzen. Das ist zum Beispiel der hohe Wirkungsgrad eines Elektromotors.

Die in Elektrofahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen-Batterien werden kontinuierlich verbessert. Autohersteller entwickeln leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien, die eine größere Reichweite haben und sich schneller aufladen lassen. Zusammen mit diesen Verbesserungen wird die Verbesserung der Sicherheit bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen immer dringlicher.

Lithium-Ionen-Batterien erzeugen im Betrieb und während des Ladevorgangs eine erhebliche Menge an Wärme. Neben der Verwendung von Wärmemanagement-Materialien zur Ableitung der Wärme kann das Anbringen von schützenden, flammhemmenden Isoliermaterialien zwischen den Komponenten der Batteriezelle, des Moduls und des Akkus weiteren thermischen und elektrischen Isolierschutz bieten.

Im folgenden Bereichen müssen Materialien eingesetzt werden:

  • Isolierungsdichtungen bei Positiv-Steckverbindern
  • Zellenisolierung
  • Isolierung von seriellen Steckverbindern
  • BMU-Isolierung
  • Kantenschutz
  • Akku-Ummantelung
  • Akku-Isolierung
  • Gehäuse-Isolierung

Folgende 6 Materialien kommen zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus zum Einsatz:

  1. Polypropylen-Folie
  2. Polyesterfolie
  3. Flammbarriere 3M FRB
  4. Nomex-Aramidpapier
  5. Polyimidfolie
  6. Glimmer

1. Polypropylen-Folie zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus

Polypropylen hat exzellente dielektrische Eigenschaften, eine hervorragende Undurchlässigkeit und ist leicht verformbar. Formex ist die erste Wahl für Ingenieure und Designer. Es ist sehr langlebig und hat eine hervorragende Durchschlagsfestigkeit. Es ist außerdem flammhemmend (UL94 V-0) und erfüllt strenge Sicherheits- und Umweltanforderungen. Formex kann gestanzt, geritzt und gefaltet werden, um eine individuelle dynamische 3D-Form zu erzeugen.

2. Polyesterfolien zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus

Polyesterfolien (auch bekannt unter den Handelsnamen Mylar und Hostaphan) werden ebenfalls in vielen Anwendungen eingesetzt, bei denen elektrische Isolierung, thermische Beständigkeit und Dimensionsstabilität erforderlich sind. PET-Folien sind als dielektrischer Isolator über einen relativen Temperaturbereich nützlich. Ein anderes Produkt kann je nach Anwendung innerhalb der Batterie für höhere Temperaturen besser geeignet sein.

3. Flame Barrier FRB anorganische Isolationspapiere zur elektrischen und thermischen Isolation 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 Isolation von Batterien und Akkus

Nomex-Aramidpapiere werden seit langer Zeit in elektrischen Anwendungen eingesetzt. Nomex, das auf Meta-Aramidfasern basiert. 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 in der Herstellung von Akkus und Batterien wichtig sind.

5. Polyimid-Folien zur elektrischen und thermischen Isolation von Batterien und Akkus

Polyimid-Folien werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die extremer Hitze und Vibration ausgesetzt sind. Polyimid-Folien sind schwer entflammbar (UL94 V-0) und behalten ihre elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften auch unter extrem rauen Bedingungen bei.

6. Glimmer zur elektrischen und thermischen Isolation 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 Typ 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 können gestanzt und selbstklebend ausgerüstet geliefert werden.

Share this post