Mercato tedesco delle batterie 2022 e i nostri materiali
Il mercato tedesco delle batterie dovrebbe crescere fortemente nei prossimi anni, soprattutto nel settore dell'elettromobilità. Nel 2022, il mercato delle batterie per la mobilità elettrica in Germania dovrebbe raggiungere un valore di diversi miliardi di euro.
Il governo tedesco ha un obiettivo per la diffusione della mobilità elettrica entro il 2030 e questo porta a una crescente domanda di batterie per veicoli elettrici. Anche lo stoccaggio di energia, in particolare per le energie rinnovabili, svolgerà un ruolo importante nello sviluppo futuro del mercato delle batterie.
La capacità di produzione di batterie in Germania dovrebbe espandersi in modo significativo nei prossimi anni per soddisfare la crescente domanda. Ciò crea concorrenza tra i produttori, che a sua volta può abbassare i prezzi e migliorare le prestazioni e la sicurezza della batteria.
Tuttavia, va notato che le previsioni per lo sviluppo del mercato delle batterie in Germania dipendono da un gran numero di fattori e potrebbero esserci incertezze sull'effettivo sviluppo del mercato.
Le batterie sono costituite da diversi componenti che lavorano insieme per immagazzinare e fornire elettricità. Alcuni di questi componenti sono cuscinetti termici, fogli separatori di batterie e fogli isolanti.
Lamine termoconduttive per batterie
I fogli di interfaccia termica sono una parte importante delle batterie, utilizzati per rimuovere il calore dai componenti attivi della batteria, prevenendo il surriscaldamento e prolungando la durata della batteria. Le lamine termicamente conduttive consentono di dissipare l'energia termica generata durante il processo di carica e scarica in modo rapido ed efficiente per mantenere le temperature all'interno della batteria nell'intervallo di sicurezza.
Esistono diversi tipi di cuscinetti termici, che possono variare a seconda del tipo di batteria e dell'uso che ne fa. Esempi sono:
- Lamine termiche metalliche: queste lamine sono realizzate con materiali metallici come alluminio o rame e hanno una conducibilità termica molto elevata. Sono comunemente usati nelle batterie agli ioni di litio.
- Lastre conduttive termiche in ceramica: realizzate con materiali ceramici, queste lastre hanno un'elevata resistenza al calore e una buona conduttività termica. Sono spesso utilizzati in applicazioni ad alta temperatura.
- Fogli termici in grafite: realizzati in grafite, questi fogli hanno una buona conduttività termica e un'elevata resistenza al calore. Sono comunemente usati nelle batterie agli ioni di litio.
Esistono anche altri tipi di cuscinetti termici come i cuscinetti termici in poliimmide e i cuscinetti termici in silicone che possono essere utilizzati per applicazioni specifiche.
pellicole di separazione della batteria
I fogli separatori delle batterie sono una parte importante delle batterie, utilizzati per separare gli elettrodi e prevenire i cortocircuiti. Di solito sono realizzati con materiali polimerici e hanno elevate capacità di isolamento termico ed elettrico. I fogli separatori della batteria consentono agli elettrodi di funzionare in modo indipendente impedendo alle cariche sugli elettrodi di interagire tra loro.
Esistono diversi tipi di film separatori di batterie, che possono variare a seconda del tipo di batteria e dell'uso che ne fa. Esempi sono:
- Film separatori in polietilene (PE): questi film sono i film separatori di batterie più comunemente usati e sono utilizzati nelle batterie agli ioni di litio. Hanno un'elevata resistenza al calore e buone proprietà di isolamento elettrico.
- Film separatori in polipropilene (PP): questi film sono simili ai film separatori in PE, ma hanno una maggiore resistenza al calore e una migliore resistenza meccanica.
- Film separatori cellulosici: utilizzati nelle batterie al piombo, questi film sono realizzati con materiali naturali come la cellulosa.
Esistono anche altri tipi di film separatori per batterie come film separatori in poliammide e film separatori in fibra di vetro che possono essere utilizzati per applicazioni specifiche.
Fogli isolanti per batterie
Le pellicole isolanti sono una parte importante delle batterie, utilizzate per isolare e proteggere i contatti elettrici all'interno della batteria l'uno dall'altro. Impediscono il verificarsi di correnti elettriche indesiderate o cortocircuiti e assicurano che le cariche scorrano solo dove dovrebbero. I fogli isolanti sono generalmente realizzati in carta, polipropilene, poliestere o poliimmide.
I fogli isolanti vengono utilizzati per separare e isolare gli elettrodi l'uno dall'altro, nonché per isolare e proteggere i circuiti elettrici all'interno della batteria. Questi possono essere utilizzati in vari tipi di batterie come batterie al piombo, batterie agli ioni di litio, batterie al nichel-cadmio, ecc.
Le pellicole isolanti aiutano ad aumentare la sicurezza della batteria e a migliorarne le prestazioni. Garantiscono che i contatti elettrici all'interno della batteria non vengano danneggiati impedendo alle cariche di fluire in aree dove non dovrebbero e proteggono la batteria da surriscaldamento, cortocircuiti e altri danni.
Fuga termica
La fuga termica (escalation termica) è un fenomeno pericoloso che può verificarsi nelle batterie, in particolare nelle batterie agli ioni di litio, in cui un aumento della temperatura avvia una reazione a catena che porta a un ulteriore aumento della temperatura, portando infine a un incendio o a un'esplosione . Questo processo è noto anche come "propagazione termica" o "propagazione termica del difetto".
L'escalation termica in genere inizia con un piccolo cortocircuito interno o un difetto nel design della batteria che porta a un aumento della temperatura. Questo aumento di temperatura provoca la rottura dell'elettrolita e il rilascio di gas che aumentano ulteriormente la temperatura. Il calore generato porta a un'ulteriore decomposizione termica dell'elettrolita, con conseguente formazione di più gas e un ulteriore aumento della temperatura. Questa reazione a catena può continuare finché la batteria non raggiunge una temperatura critica e provoca un incendio o un'esplosione.
È importante notare che l'instabilità termica può anche essere causata da fattori esterni come temperature ambiente elevate o esposizione al fuoco. È quindi fondamentale trattare le batterie correttamente e seguire le istruzioni del produttore e le precauzioni di sicurezza durante l'utilizzo, la ricarica e la conservazione.
Abbiamo pubblicato altri due articoli sul tema della fuga termica:
Instabilità termica e propagazione termica su batterie agli ioni di litio
