El experto en materiales y estanquidad Freudenberg Sealing Technologies desarrolla un nuevo material elastómero altamente compatible
Weinheim (Alemania), 10 de abril de 2025. Freudenberg ofrece un material de sellado optimizado para aplicaciones de e-movilidad como alternativa a las juntas termoplásticas y de FKM que contienen PFAS. Esta nueva serie de materiales se procesa mediante moldeo por inyección, ofrece un rendimiento de sellado superior, garantiza la vida útil de las baterías y cumple las normativas medioambientales cada vez más estrictas.
En el mercado de los vehículos eléctricos, en rápido crecimiento, la mejora del rendimiento de las baterías con tiempos de carga más cortos, máxima resistencia a la temperatura y una vida útil más larga son factores clave para el éxito. Para satisfacer estas demandas, los fabricantes de equipos originales de Europa y Estados Unidos necesitan materiales que también cumplan las normas medioambientales nacionales e internacionales más estrictas. Un material de alto rendimiento para este tipo de aplicaciones procede del grupo de materiales elastómeros. Freudenberg Sealing Technologies ha desarrollado con éxito un material que supera a los termoplásticos en caso de fuga térmica y lleva las aplicaciones de baterías en e-movilidad a un nivel completamente nuevo.
Ventajas de los materiales: juntas de elastómero en lugar de termoplásticos
Los termoplásticos que se utilizan tradicionalmente para las juntas de las baterías tienen macromoléculas con estructuras moleculares de cadena larga que no están reticuladas químicamente, sino que se mantienen unidas por fuerzas intermoleculares débiles. Aunque los termoplásticos pueden deformarse elásticamente hasta cierto punto, la carga y descarga constantes de la célula de la batería también hace que sufran deformaciones plásticas funcionalmente relevantes con el paso del tiempo. Esto es diferente en el caso de los elastómeros, cuyas cadenas moleculares están reticuladas químicamente. En su estado básico, las cadenas poliméricas forman una bola enmarañada que se estira o comprime bajo cargas de tracción y compresión. Debido a la elasticidad entrópica, estos materiales reticulados reaccionan de forma elástica y reversible, manteniendo su forma excepcionalmente bien durante el cambio cíclico de volumen de las celdas de la batería bajo carga.
«Nuestras juntas tóricas fabricadas con el nuevo elastómero impiden, por tanto, que el electrolito salga de la célula de la batería o que entren impurezas en ella», explica David Kuhne, ingeniero de aplicaciones de Freudenberg Sealing Technologies. La célula de la batería no es una construcción rígida, sino que «respira». Cuando la temperatura de la celda de la batería aumenta desde los niveles ambientales hasta -por regla general- rangos de hasta 60 °C, la celda se expande y luego se contrae del mismo modo al enfriarse. Los elastómeros presentan ventajas significativas sobre los termoplásticos durante este esfuerzo continuo», explica Kuhne el proceso de carga y descarga.
Experiencia en materiales: de la investigación puntera a la producción a gran escala
El desarrollo de nuevos materiales para baterías da prioridad tanto a la sostenibilidad como a los aspectos económicos. En general, cuanto más tiempo pueda utilizarse una batería, más sostenibles serán los vehículos eléctricos. El nuevo material de sellado de Freudenberg Sealing Technologies contribuye a este objetivo.
Cuando se utilizó en los proyectos de los clientes, el nuevo material fue capaz de mejorar en un orden de magnitud el índice de fugas de las celdas de las baterías, es decir, multiplicar por diez el de las juntas termoplásticas convencionales.
Otro aspecto esencial es la extrema sensibilidad de la electroquímica de las celdas de las baterías a posibles contaminaciones. El Dr. Stefan Schneider, responsable de desarrollo de materiales del centro principal de O-Rings, explica: «La pérdida prematura de capacidad, que se ha observado en celdas selladas con elastómeros convencionales, puede deberse a impurezas mínimas pero presentes en el material de sellado. La infiltración de humedad en la célula tiene un efecto similar, ya que puede provocar la descomposición de los componentes del electrolito. Estos aspectos se tuvieron en cuenta al desarrollar el nuevo material». Además, Process Engineering ha optimizado las técnicas de fabricación hasta tal punto que es posible producir estas juntas de alto rendimiento para celdas de batería en grandes series.
La creciente demanda de baterías impulsa la expansión del vehículo eléctrico
Como proveedor líder de materiales de alto rendimiento y productos innovadores, Freudenberg Sealing Technologies desempeña un papel decisivo en el desarrollo de una e-movilidad segura y sostenible. Y el momento es perfecto: El informe anual «Global Electric Vehicle Outlook» de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) revela la evolución mundial de la movilidad eléctrica. Según «Perspectivas 2024», el parque mundial de vehículos eléctricos debe pasar de menos de 45 millones de vehículos en 2023 a 250 millones en 2030 para mantenerse en la senda de las emisiones netas cero. Esto también impulsará un fuerte aumento de la demanda de baterías de alto rendimiento. Freudenberg Sealing Technologies está satisfecha: «Como socio de desarrollo para proyectos específicos de clientes, aportamos muchos años de experiencia en materiales e innovación. Gracias a nuestros avanzados métodos analíticos y procesos de fabricación integrados verticalmente, podemos desarrollar y aplicar soluciones de producción competitivas con gran agilidad», concluye David Kuhne.
Fuente: Comunicado de prensa del 10 de abril de 2025
