Silicone für mehr Batteriesicherheit

Vergussmassen

Beschichtungen

Verbundwerkstoffe

Elektroautos entwickeln sich rasant schnell. Die Energiedichte von Elektrobatterien steigt von Generation zu Generation. Umso wichtiger wird es, eine thermische Barriere zwischen der Batterie und der Fahrgastzelle zu garantieren. Silicone von WACKER können die Sicherheit und Langlebigkeit von Batterien entscheidend verbessern.

Ihr Ziel: Sicherheit und Langlebigkeit von Elektroautobatterien

Das Silicon-Portfolio für Batteriesicherheit von WACKER setzt bei den zentralen Herausforderungen an:

Sicherer Betrieb

Silicone

unterstützen die Funktion im Regelbetrieb
sorgen für ein sicheres Thermomanagement

Thermal Runaway auf Zellebene

Silicone:

unterbrechen der Übertragungspfade
stoppen die Übertragung von Wärme

Thermisches Durchgehen

Silicone

begrenzen den Schaden
verhindern das Durchschlagen des Feuers auf benachbarte Batteriekomponenten

WACKER Silicone erhöhen die Batteriesicherheit von Elektroautos auf mehrere Arten:

Sicherer Betrieb von EV Batterien
Silicone führen Wärme als Thermal Interface Materials effizient ab:
thermisch leitfähige Gap-Filler, Gap-Pads, Vergussmassen, Pasten, Klebstoffe
Vorbeugung des thermischen Durchgehens
Silicone können benachbarte Bauteile schützen. Dazu werden Batteriekomponenten wie z.B. die einzelnen Zellen oder Busbars mit Silicon überzogen:
Verguss von Zellen, Zellkontaktiersystem, Batterieentlüftungsschlitzen und Busbar
Begrenzung der thermischen Ausbreitung
Silicone können das Durchschlagen eines Zellbrands verhindern, indem ein definierter Ausleitungspfad mit siliconharzbasierten Verbundwerkstoffen gestaltet wird. Außerdem können benachbarte kritische Teile mit keramifizierenden Silicon-Beschichtungen geschützt werden:
keramifizierende Silicon-Beschichtungen für Hitzeschilde, siliconharzbasierte Faserverbundwerkstoffe für Batteriegehäuse

Vergussmassen für Batteriezellen und Batterien

Unser technischer Service berät Sie gerne.

Hitzebeständige Beschichtungen und Verbundwerkstoffe

Hitzebeständige Beschichtung für Batteriedeckel

Ein thermisch isolierter Batteriedeckel erhöht die Sicherheit der Fahrgastzelle, wenn eine Batteriezelle durchgeht. Eine keramifizierende Beschichtung mit ELASTOSIL^® CM 145 (sprühbares Coating) leistet genau das: Es erhöht die Hitzebeständigkeit des Batteriedeckels.

Das vollautomatisch sprühbare ELASTOSIL^® CM 145 wird auf ein Gewebe, Mica-Papier oder auf Metall auftragen. Sie sehen hier einen standardisierten Gas Torch Test.

Testsetting:

1 mm starke Aluminiumplatte
1,44 mm starke Schicht ELASTOSIL^® CM 145
Temperatureinwirkung und Partikelbeschuss: siehe Tabelle

Nr.	Zeit	Temperatur Vorderseite	Temperatur Rückseite
1	200 s	700 °C	202 °C
2	6 s	Partikelbeschuss
3	100 s	1.200 °C	298 °C

Nach fünf Minuten Temperatureinwirkung ist die Beschichtung mit ELASTOSIL^® CM 145 intakt. Ihre Schichtstärke wächst von 1,44 mm auf fast 6 mm an. Die elektrische Stärke nimmt etwas zu. Volumen- und Oberflächenwiderstand bleiben nahezu unverändert.

ELASTOSIL® CM 145	Vor Bunsenbrenner-Test	Nach Bunsenbrenner-Test
Stärke [mm]	1.44	5.92
Durchschlagsfestigkeit [kV]	18.1	10.1
Durchgangswiderstand [Ohm]	7.65E+11	6.12E+13
Oberflächenwiderstand [Ohm]	5.28E+13	5.19E+10

ELASTOSIL^® CM 145 ist ein innovatives Silicon-Coating zur Anwendung in Batteriegehäusen.

Es kann im Fall des thermischen Durchgehens der Batterie erheblich zum Schutz der Insassen beitragen.

Hitzebeständige Beschichtung für Busbars

Die Busbar-Beschichtung für optimiertes Laden: ELASTOSIL^® 531 und ELASTOSIL^® LR 3011. Batterien werden mit sehr hohen Spannungen geladen. Das kann benachbarte Komponenten überhitzen. Im Winter hingegen sind sehr niedrige Temperaturen die Herausforderung. Eine Beschichtung mit Hochleistungs-Silicon-Elastomeren optimiert die Hitze- und Kältebeständigkeit.

Eigenschaften von ELASTOSIL^® 531 und ELASTOSIL^® LR 3011:

bessere Flexibilität bei -40 °C im Vergleich zu Thermoplasten (PA), biegsam
exzellente dielektrische Isolierung
hitzebeständig (240 h / 205 °C, 3.000 h / 180 °C)
Notched Bar Impact Test: keine Beschädigungen der Beschichtung bzw. kein Auftreten von Rissen
flammhemmend: keramifizierend im Fall des thermischen Durchgehens und Bildung einer stabilen Keramik, die einem Kurzschuss vorbeugt

Weitere Hochleistungssilicone für die Batterie

WACKER bietet ein großes Portfolio an Spezialsiliconen für:

Dichtungen (Steckerdichtung, Gehäusedichtung, etc.)
Ventile
Batteriekühlmittelanschluss
Hochvoltkabel
thermisch leitfähige Siliconbauteile
Silicone zum Versiegeln und Abdichten

Hitzebeständige Verbundwerkstoffe (Hitzeschilde und Batteriedeckel)

Siliconharze weisen eine sehr hohe Flamm- und Hitzebeständigkeit auf. Sie zeichnen sich durch eine geringe Brandlast aus, können mit Füllstoffen und Fasern interagieren und eine keramische Schutzschicht ausbilden. Auch im Brandfall bleibt die Funktion eines siliconharzgebundenen Laminats erhalten. Siliconharzbasierten Faserverbundwerkstoffe können als Batteriedeckel oder Hitzeschild eingesetzt werden. So kann die Passagierkabine im Fall eines Thermal Runaway länger geschützt werden.

Eigenschaften von Verbundwerkstoffen mit Hochleistungsharzen:

geringe Brandlast (hoher SiO₂-Gehalt)
hervorragende Hitze- und Flammbeständigkeit, bis zu 7 Stunden bei 1.500 °C für 2-mm-Verbundwerkstoffe
Keramifizierung im Brandfall
vernachlässigbare Rauchentwicklung, keine toxischen Emissionen
hervorragende Wärmedämmung
dünn und 3D-verformbar
geeignet für Leichtbauweise
etablierte Branchentest bestanden, z.B.UL 94, UL 2596

Wie können wir Ihr Projekt voranbringen?

Christoph Popp, Global Segment Manager E-Mobility

Als führender Siliconhersteller verfügen wir über vier Exzellenzzentren rund um E-Mobility. Unsere globalen Teams begleiten OEMs und Tier1-Lieferanten von der Idee bis zur Serienfertigung.

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