Odborník na materiály a těsnění Freudenberg Sealing Technologies vyvinul nový, obzvláště kompatibilní elastomerový materiál
Weinheim, 10. dubna 2025 – Společnost Freudenberg nabízí díky optimalizovanému materiálu těsnění alternativu k termoplastickým a FKM těsněním obsahujícím PFAS pro použití v e-mobilitě. Nová řada materiálu se zpracovává vstřikováním, přesvědčuje vyšší těsnicí schopností, zajišťuje životnost baterií a splňuje rostoucí požadavky na ochranu životního prostředí.
Na rychle se rozvíjejícím trhu s elektromobily je klíčem k úspěchu lepší výkon baterie s kratší dobou nabíjení, maximální teplotní odolností a delší životností. Aby toho výrobci OEM v Evropě a USA dosáhli, potřebují materiály, které zároveň splňují přísnější národní a mezinárodní předpisy v oblasti životního prostředí. Vysoce výkonný materiál pro takové aplikace pochází ze skupiny elastomerových materiálů. Společnosti Freudenberg Sealing Technologies se podařilo vyvinout materiál, který nabízí relevantní výhody oproti termoplastům v případě tepelného vyčerpání a který posouvá aplikace baterií v oblasti e-mobility na novou úroveň.
Využití materiálových výhod – elastomerová těsnění místo termoplastů
V termoplastech tradičně používaných pro těsnění baterií není dlouhá řetězcová molekulární struktura makromolekul vzájemně chemicky zesíťována, ale je spojena pouze slabými mezimolekulárními silami. Přestože lze termoplasty do určité míry pružně deformovat, dochází u nich během nepřetržitého nabíjení a vybíjení bateriového článku k funkčně relevantní plastické deformaci. Elastomery, jejichž molekulární řetězce jsou chemicky zesíťovány, jsou jiné. V základním stavu se polymerní řetězce nacházejí v kouli, která se při tahovém a tlakovém zatížení vytahuje nebo stlačuje. Díky své entropické pružnosti reagují tyto zesítěné materiály pružně a vratně a zachovávají si svůj tvar během cyklické změny objemu bateriových článků při zatížení.
„Naše O-kroužky vyrobené z nového elastomeru tak zabraňují úniku elektrolytu z bateriového článku nebo vniknutí nečistot do článku,“ vysvětluje David Kuhne, aplikační inženýr společnosti Freudenberg Sealing Technologies. „Akumulátorový článek si nemůžete představovat jako pevnou strukturu – „dýchá“. Když bateriový článek projde nárůstem teploty z okolní teploty do rozmezí – zpravidla – až 60 °C, při ochlazování se stejnou měrou rozpíná a smršťuje. Elastomery mají při tomto trvalém zatížení oproti termoplastům značné výhody,“ vysvětluje a ilustruje proces nabíjení a vybíjení.
Odborné znalosti materiálů – od špičkového výzkumu po velkovýrobu
Při vývoji nových materiálů pro bateriové aplikace se klade důraz na udržitelnost i ekonomické aspekty. V zásadě platí, že čím déle lze baterii používat, tím udržitelnější jsou elektromobily. Nový těsnicí materiál od společnosti Freudenberg Sealing Technologies k tomu přispívá. Při použití nového materiálu v projektech zákazníků se výkonově relevantní míra těsnosti bateriových článků zlepšila o řád, tj. desetinásobně ve srovnání s běžnými termoplastickými těsněními.
Dalším podstatným aspektem je, že elektrochemie bateriových článků je velmi citlivá na potenciální nečistoty. Dr. Stefan Schneider, vedoucí oddělení vývoje materiálů v Lead Center O-Rings, vysvětluje: “ Předčasná ztráta kapacity pozorovaná u článků utěsněných běžnými elastomery může být způsobena minimálním, ale přesto přítomným znečištěním těsnicího materiálu. Podobný účinek má i vniknutí vlhkosti do článku, protože může způsobit rozklad složek elektrolytu. Tyto aspekty byly při vývoji nového materiálu zohledněny.“ Oddělení procesního inženýrství navíc optimalizovalo výrobní procesy tak, aby bylo možné tato vysoce výkonná těsnění bateriových článků vyrábět ve velkých sériích.
Rostoucí poptávka po bateriích – impuls pro růst elektromobilů
Jako přední dodavatel vysoce výkonných materiálů a inovativních produktů přispívá společnost Freudenberg Sealing Technologies k bezpečné a udržitelné e-mobilitě. Právě včas: Mezinárodní energetická agentura (IEA) každoročně vydává publikaci „Global Electric Vehicle Outlook“, která analyzuje globální vývoj v oblasti elektromobility. „Výhled 2024“ uvádí, že celosvětový vozový park elektromobilů bude muset vzrůst z necelých 45 milionů v roce 2023 na 250 milionů vozidel v roce 2030, aby se udržel na cestě k čistým nulovým emisím. To také výrazně zvýší poptávku po vysoce výkonných bateriích. To těší i společnost Freudenberg Sealing Technologies: „Jako vývojový partner pro specifické projekty zákazníků přispíváme dlouholetými zkušenostmi v oblasti materiálů a inovací. Díky našim pokročilým analýzám a vertikálně integrovaným výrobním procesům můžeme velmi svižně vyvíjet a zavádět konkurenceschopné výrobní procesy,“ shrnuje David Kuhne.
Zdroj: Tisková zpráva z 10. dubna 2025
