Expert na materiály a těsnění Freudenberg Sealing Technologies vyvinul nový, vysoce kompatibilní elastomerový materiál
Weinheim (Německo), 10. dubna 2025. Společnost Freudenberg nabízí optimalizovaný těsnicí materiál pro aplikace e-mobility jako alternativu k termoplastickým a FKM těsněním obsahujícím PFAS. Tato nová řada materiálů se zpracovává vstřikováním, poskytuje vynikající těsnicí vlastnosti, zajišťuje životnost baterií a splňuje stále přísnější předpisy na ochranu životního prostředí.
Na rychle rostoucím trhu s elektromobily je klíčovým faktorem úspěchu lepší výkon baterie s kratší dobou nabíjení, maximální teplotní odolností a delší životností baterie. Pro splnění těchto požadavků potřebují výrobci OEM v Evropě a ve Spojených státech materiály, které zároveň splňují přísnější národní a mezinárodní ekologické normy. Jeden z vysoce výkonných materiálů pro takové aplikace pochází ze skupiny elastomerových materiálů. Společnost Freudenberg Sealing Technologies úspěšně vyvinula materiál, který překonává termoplasty v případě tepelného vyčerpání a posouvá aplikace baterií v oblasti e-mobility na zcela novou úroveň.
Výhody použití materiálů – elastomerová těsnění místo termoplastů
Termoplasty, které se tradičně používají pro těsnění baterií, mají makromolekuly s dlouhými řetězci molekulární struktury, které nejsou chemicky zesíťované, ale drží pohromadě slabými mezimolekulárními silami. Termoplasty lze sice do určité míry pružně deformovat, ale neustálé nabíjení a vybíjení bateriového článku způsobuje, že v průběhu času dochází i k jejich funkčně relevantní plastické deformaci. Jinak je tomu u elastomerů, jejichž molekulární řetězce jsou chemicky zesíťovány. V základním stavu tvoří polymerní řetězce spletenou kouli, která se při tahovém a tlakovém zatížení natahuje nebo stlačuje. Díky entropické elasticitě reagují tyto zesítěné materiály pružně a vratně a výjimečně dobře si udržují svůj tvar při cyklických změnách objemu bateriových článků při zatížení.
„Naše O-kroužky vyrobené z nového elastomeru proto zabraňují úniku elektrolytu z bateriového článku nebo vniknutí nečistot do článku,“ vysvětluje David Kuhne, aplikační inženýr společnosti Freudenberg Sealing Technologies. „Akumulátorový článek byste neměli považovat za pevnou konstrukci – „dýchá“. Když teplota v bateriovém článku stoupne z okolní úrovně na – zpravidla – rozmezí až 60 °C, článek se rozpíná a pak se stejným způsobem smršťuje, když se ochlazuje. Elastomery vykazují při tomto neustálém namáhání oproti termoplastům značné výhody.“ vysvětluje Kuhne proces nabíjení a vybíjení.
Odborné znalosti materiálů – od špičkového výzkumu po velkovýrobu
Při vývoji nových materiálů pro baterie se upřednostňuje udržitelnost i ekonomické aspekty. Obecně platí, že čím déle lze baterii používat, tím udržitelnější jsou elektromobily. Nový těsnicí materiál od společnosti Freudenberg Sealing Technologies k tomuto cíli přispívá.
Při použití v projektech zákazníků dokázal nový materiál řádově zlepšit výkonnostně relevantní míru těsnosti bateriových článků – jinými slovy, ve srovnání s běžnými termoplastickými těsněními došlo k desetinásobnému zlepšení.
Dalším podstatným aspektem je extrémní citlivost elektrochemie bateriových článků na možnou kontaminaci. Dr. Stefan Schneider, vedoucí oddělení vývoje materiálů ve vedoucím středisku O-Rings, vysvětluje: „Vývoj materiálů v bateriích je velmi důležitý: „Předčasná ztráta kapacity, která byla pozorována u článků utěsněných běžnými elastomery, může být způsobena minimálními, ale přesto přítomnými nečistotami v těsnicím materiálu. Podobný účinek má i pronikání vlhkosti do článku, které může způsobit rozklad složek elektrolytu. Tyto aspekty byly při vývoji nového materiálu zohledněny.“ Kromě toho společnost Process Engineering optimalizovala výrobní postupy do té míry, že je možné vyrábět tato vysoce výkonná těsnění bateriových článků ve velkých sériích.
Rostoucí poptávka po bateriích podporuje rozvoj elektrických vozidel
Společnost Freudenberg Sealing Technologies je předním dodavatelem vysoce výkonných materiálů a inovativních produktů, které se podílejí na vývoji bezpečné a udržitelné e-mobility. A načasování je ideální: Výroční zpráva Mezinárodní energetické agentury (IEA) „Global Electric Vehicle Outlook“ odhaluje globální vývoj v oblasti elektromobility. Podle „Výhledu 2024“ se celosvětový vozový park elektromobilů musí rozšířit z méně než 45 milionů vozidel v roce 2023 na 250 milionů do roku 2030, aby se udržel na cestě k čistým nulovým emisím. To bude také důvodem prudkého nárůstu poptávky po vysoce výkonných bateriích. Společnost Freudenberg Sealing Technologies je potěšena: „Jako vývojový partner pro specifické projekty zákazníků přispíváme dlouholetými zkušenostmi v oblasti materiálů a inovací. Díky našim pokročilým analytickým metodám a vertikálně integrovaným výrobním procesům můžeme velmi pružně vyvíjet a realizovat konkurenceschopná výrobní řešení,“ uzavírá David Kuhne.
Zdroj: Tisková zpráva ze dne 10. dubna 2025
