Материалы для терморегулирования батарей – оптимизация производительности, безопасности и срока службы.

Разработка высокоэффективных литий-ионных батарей является одним из важнейших двигателей инноваций нашего времени. Будь то электромобильность, стационарные системы хранения энергии или промышленные приложения – современные аккумуляторные системы должны обеспечивать все более высокую плотность энергии, более короткое время зарядки и более длительный срок службы. В то же время возрастают требования к безопасности и надежности.

Ключевым фактором успеха является управление тепловым режимом батарей. Только при надежном рассеивании или эффективном распределении выделяемого тепла батареи могут стабильно достигать максимальной производительности. Компания Dr. Dietrich Müller GmbH предлагает широкий ассортимент теплопроводящих материалов, изоляционных материалов и компонентов, изготовленных на заказ, которые могут быть адаптированы к конкретным задачам.

Почему управление температурным режимом батареи так важно

Литий-ионные батареи оптимально работают только в ограниченном диапазоне температур. Даже незначительные отклонения температуры могут существенно повлиять на их производительность.

Чрезмерно высокие температуры могут привести, помимо прочего, к следующим последствиям:

• ускоренное старение элементов батареи,
• сокращенная продолжительность жизни,
• снижение производительности,
• повышенный риск для безопасности.

И наоборот, чрезмерно низкие температуры снижают мощность зарядки и разрядки и значительно увеличивают время зарядки.

Особенно важным фактором является то, что отдельные ячейки внутри аккумуляторного модуля могут нагреваться в разной степени. Если образуются так называемые «горячие точки», отдельные ячейки изнашиваются быстрее, чем другие. Поэтому равномерное регулирование температуры имеет важное значение для поддержания долгосрочной работоспособности всей аккумуляторной системы.

Для разных областей применения требуются разные материальные решения.

В зависимости от области применения требования к тепловому регулированию значительно различаются. Аккумуляторы для электромобилей, стационарных систем хранения энергии или промышленного оборудования предъявляют разные требования к охлаждению, изоляции и механической защите.

Компания Dr. Dietrich Müller GmbH разрабатывает индивидуальные решения для этой задачи на основе различных материальных технологий:

• теплопроводящие пленки,
• Пластины с теплопроводностью,
• Материалы интерфейса,
• термопасты,
• Зазоры между прокладками,
• Материалы с фазовым переходом,
• Электроизолирующие теплопроводящие материалы.

Широкий выбор материалов позволяет точно адаптировать решения к конкретному применению.

Теплопроводящие пленки и теплопроводящие пластины

Теплопроводящие пленки и теплопроводящие пластины представляют собой особенно эффективный способ передачи тепла.

Они улучшают теплопередачу между элементами батареи, радиаторами и корпусами, а также значительно снижают влияние изолирующих воздушных слоев. Современные материалы достигают теплопроводности до 9 Вт/мК, что обеспечивает значительно улучшенное рассеивание тепла. В то же время они обеспечивают механическую защиту и могут снижать вибрации или ударные нагрузки.

В зависимости от области применения доступны различные материалы, например:

• силиконовые листы,
• Полиимидные пленки,
• Фильмы PEEK,
• теплопроводящие акриловые системы,
• теплопроводящие полиэфирные пленки,
• Пенопласты с теплопроводящими наполнителями.

Термопасты и материалы с фазовым переходом

Не во всех областях применения подходят материалы с твердым интерфейсом. Для сложных геометрических форм или неровных поверхностей часто используются термопасты или материалы с фазовым переходом.

Эти материалы компенсируют неровности и улучшают тепловой контакт между компонентами. Материалы с фазовым переходом также позволяют кратковременно накапливать тепловую энергию и помогают снизить колебания температуры внутри аккумуляторной системы.

Механическая защита и электрическая изоляция

Помимо теплопередачи, современные материалы выполняют и другие важные задачи.

Они служат, например, в качестве:

• электрическая изоляция,
• Сепаратор клеток,
• проставки,
• Гашение вибраций,
• Защита от механических воздействий,
• Барьер против утечки электролитов.

В ассортимент продукции также входят специальные формованные детали или эпоксидные пластины для разделения отдельных модулей ячеек. Это позволяет не только оптимизировать тепловые характеристики аккумуляторных модулей, но и сделать их более безопасными и прочными.

Тенденция будущего: Индивидуально сконфигурированные решения для теплопередачи.

Требования к аккумуляторным системам быстро меняются. Более высокая плотность энергии, более быстрое время зарядки и более компактные конструкции требуют все более эффективных материалов.

В настоящее время, помимо прочего, происходят следующие события:

• сверхтонкие высокоэффективные пленки,
• термопроводящие клеи,
• Термопрокладки без силикона,
• Высокотемпературные материалы,
• Пленки из PEEK и полиимида,
• Высокотеплопроводные зазорные площадки.

Помимо стандартных изделий, все большее значение приобретают индивидуальные решения. Термоинтерфейсные материалы, разработанные с учетом конкретных потребностей, упрощают сборку, сокращают время производства и повышают качество изделий.

Компания Dr. Dietrich Müller GmbH выступает в качестве партнера по развитию.

Компания Dr. Dietrich Müller GmbH обладает многолетним опытом в области обработки технических пленок, теплопроводящих материалов и электроизоляционных материалов.

Компания оказывает поддержку своим клиентам на всех этапах — от выбора материалов и проектирования до серийного производства — и предлагает:

• технические консультации,
• Настройка индивидуальных решений по теплопроводности.
• Штампованные и литые детали,
• Обработка на станках с ЧПУ,
• Лазерная резка
• гидроабразивная резка
• Упаковка, изготовленная на заказ.

Сочетание экспертных знаний в области материалов и современных технологий производства позволяет создавать решения, точно соответствующие требованиям современных аккумуляторных систем.

Резюме

Регулирование температуры в батареях является важнейшим фактором для производительности, безопасности и срока службы современных систем хранения энергии. Инновационные теплопроводящие материалы, теплопроводящие пленки, теплопроводящие пластины и изоляционные материалы обеспечивают эффективный контроль температуры, одновременно защищая чувствительные элементы батареи.

Обладая широким ассортиментом материалов и обширным производственным опытом, компания Dr. Dietrich Müller GmbH оказывает поддержку производителям и разработчикам в создании высокоэффективных аккумуляторных систем – от первоначальной идеи до серийного производства.