El experto en materiales y estanquidad Freudenberg Sealing Technologies desarrolla un nuevo material elastómero especialmente compatible
Weinheim, 10 de abril de 2025 – Con un material de junta optimizado, Freudenberg ofrece una alternativa a las juntas termoplásticas y de FKM que contienen PFAS para su uso en e-movilidad. La nueva serie de materiales se procesa en un proceso de moldeo por inyección, impresiona por su mayor rendimiento de sellado, garantiza la vida útil de la batería y cumple los crecientes requisitos medioambientales.
En el mercado en rápida expansión de los vehículos eléctricos, la clave del éxito es mejorar el rendimiento de las baterías con tiempos de carga más cortos, máxima resistencia a la temperatura y una vida útil más larga. Para lograrlo, los fabricantes de equipos originales de Europa y EE.UU. necesitan materiales que también cumplan las normativas medioambientales nacionales e internacionales más estrictas. Un material de alto rendimiento para tales aplicaciones procede del grupo de materiales elastómeros. Freudenberg Sealing Technologies ha logrado desarrollar un material que ofrece ventajas relevantes sobre los termoplásticos en caso de fuga térmica y que lleva las aplicaciones de baterías en e-movilidad a un nuevo nivel.
Aprovechamiento de las ventajas de los materiales: juntas de elastómero en lugar de termoplásticos
En los termoplásticos utilizados tradicionalmente para las juntas de las baterías, la estructura molecular de cadena larga de las macromoléculas no está reticulada químicamente entre sí, sino sólo conectada mediante fuerzas intermoleculares débiles. Aunque los termoplásticos pueden deformarse elásticamente hasta cierto punto, también sufren una cantidad funcionalmente relevante de deformación plástica durante la carga y descarga continuas de la célula de la batería. Los elastómeros, cuyas cadenas moleculares están reticuladas químicamente, son diferentes. En su estado básico, las cadenas poliméricas forman una bola que se estira o comprime bajo cargas de tracción y compresión. Debido a su elasticidad entrópica, estos materiales reticulados reaccionan de forma elástica y reversible y conservan su forma durante el cambio cíclico de volumen de las celdas de la batería bajo carga.
«Nuestras juntas tóricas fabricadas con el nuevo elastómero impiden así 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. «Una célula de batería no es una estructura rígida, sino que «respira». Cuando la célula de la batería experimenta un aumento de temperatura desde la temperatura ambiente hasta rangos de -por regla general- hasta 60 °C, se expande y contrae en igual medida cuando se enfría. Los elastómeros tienen ventajas significativas sobre los termoplásticos bajo esta carga continua», explica, ilustrando el proceso de carga y descarga.
Experiencia en materiales: de la investigación puntera a la producción a gran escala
A la hora de desarrollar nuevos materiales para aplicaciones de baterías, la atención se centra tanto en la sostenibilidad como en los aspectos económicos. En principio, cuanto más tiempo pueda utilizarse la batería, más sostenibles serán los vehículos eléctricos. El nuevo material de estanquidad de Freudenberg Sealing Technologies contribuye a ello. Cuando se utilizó el nuevo material en proyectos de clientes, el índice de fugas de las celdas de la batería se mejoró en un orden de magnitud, es decir, se multiplicó por diez en comparación con las juntas termoplásticas convencionales.
Otro aspecto esencial es que la electroquímica de las pilas es extremadamente sensible a posibles impurezas. El Dr. Stefan Schneider, Jefe de Desarrollo de Materiales del Lead Center O-Rings, explica: » La pérdida prematura de capacidad observada en una célula sellada con elastómeros convencionales puede deberse a la contaminación mínima, pero presente, del material de sellado. Un efecto similar tiene una la entrada de humedad en la célula, ya que puede provocar la descomposición de los componentes electrolíticos. Estos aspectos se tuvieron en cuenta en el desarrollo del nuevo material». Además, el departamento de ingeniería de procesos ha optimizado los procesos de fabricación de forma que estas juntas de alto rendimiento para celdas de batería puedan fabricarse en grandes series.
Aumento de la demanda de baterías: impulso al crecimiento de los vehículos eléctricos
Como proveedor líder de materiales de alto rendimiento y productos innovadores, Freudenberg Sealing Technologies contribuye a una electromovilidad segura y sostenible. Justo en el momento adecuado: el informe anual «Global Electric Vehicle Outlook» publicado por la Agencia Internacional de la Energía (AIE) analiza la evolución mundial en el campo de la electromovilidad. El «Outlook 2024» afirma que el parque mundial de vehículos eléctricos tendrá que pasar de menos de 45 millones en 2023 a 250 millones en 2030 para mantenerse en la senda de las emisiones netas cero. Esto también aumentará enormemente la demanda de baterías de alto rendimiento. Freudenberg Sealing Technologies también se felicita por ello: «Como socio de desarrollo para proyectos específicos de clientes, aportamos muchos años de experiencia en materiales e innovación. Gracias a nuestros avanzados procesos de análisis y fabricación integrada verticalmente, podemos desarrollar e implantar procesos de producción competitivos con gran agilidad», resume David Kuhne.
Fuente: Comunicado de prensa del 10 de abril de 2025
