Silicone für mehr Batteriesicherheit

Vergussmassen

Thermische Barrieren

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

Vergussmassen für Batteriezellen und Batterien

Silicone können einem thermischen Durchgehen vorbeugen und schützen benachbarte Bauteile. Dazu werden Batteriekomponenten wie z.B. die Batteriezellen, das Zellkontaktiersystem oder Batterieentlüftungsschlitze vergossen.

Unser technischer Service berät Sie gerne.

Thermische Barrieren zur Isolierung von Batterien

Flexible thermische Barrieren (Hitzeschilde und Batteriedeckel)

Die ELASTOSIL^® CM Serie wurde speziell für besonders dünne, flexible thermische Barrieren entwickelt. Die damit hergestellten Materialien schneiden in Thermal Propagation Tests sehr gut ab.

Eigenschaften der ELASTOSIL^® CM Serie

Sorgt für eine flexible, wärmeleitfähige, dielektrische Elastomer-Schicht
Keramifiziert bei Temperaturen über 600 °C und formt eine harte dielektrische Schicht mit reduzierter Wärmeleitfähigkeit
Raumtemperaturvernetzend oder hochtemperaturvernetzend
Sprühen, beschichten, laminieren

Es entsteht eine hochwirksame Oberfläche, die für mechanische Stabilität sorgt.

Noch entscheidender ist jedoch die signifikant verbesserte Temperaturbeständigkeit. Bei einem Thermal Runaway wirken kurzzeitig Temperaturen von weit über 1.000 °C. Viele Trägergewebe würden unter diesen Bedingungen schmelzen.

Die ELASTOSIL^® CM Serie verhindert genau das. Das Silicon-Elastomere keramifizieren bei bei hohen Temperaturen zu einer harten, thermisch und elektrisch isolierenden Schicht. Diese Keramikschicht schützt das Trägermaterial, hält es funktionsfähig und bildet eine stabile Barriere für Hitze und Partikel.

Starre thermische Barrieren (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

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^® R 531/60 und ELASTOSIL^® LR 3011/50. 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^® R 531/60 und ELASTOSIL^® LR 3011/50:

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

Download: Produktüberblick E-Mobility

32 Seiten Hochleistungssilicone. Jetzt herunterladen!

Silicone für Batteriesicherheit und Elektromobilität

PDF 4,4 MBEnglish

WACKER Silicone für die Elektromobilität:

Thermisch leitfähige Materialien (z.B. Gapfiller, Vergussmassen etc.)
Batteriemontage (z.B. Beschichtungen für Busbars, Dichtungen, Ventile, Kühlmittelkonnektoren etc.)
Automobile Leistungselektronik (z.B. Abdichten und Kleben, Verguss und Verkapselung)
Batteriesicherheit (z.B. Verguss, Beschichtung, Verbundwerkstoffe)

Wie können wir Ihr Projekt voranbringen?

Dr. Martina Schüssler, Chemikerin & Battery Safety Expert

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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