Materjalide ja tihenduste ekspert Freudenberg Sealing Technologies arendab uut, eriti sobivat elastomeermaterjali
Weinheim, 10. aprill 2025 – Freudenberg pakub optimeeritud tihendusmaterjaliga alternatiivi PFASi sisaldavatele termoplast- ja FKM-tihenditele, mida kasutatakse e-mobiilsuses. Uut materjaliseeriat töödeldakse survevalu protsessis, see avaldab muljet oma kõrgema tihendusvõime poolest, tagab aku eluea ja vastab kasvavatele keskkonnanõuetele.
Kiiresti laieneval elektrisõidukite turul on edu võtmeks parem aku jõudlus koos lühema laadimisaja, maksimaalse temperatuurikindlusega ja pikema aku elueaga. Selle saavutamiseks vajavad Euroopa ja USA algseadmete tootjad materjale, mis vastavad ka rangematele riiklikele ja rahvusvahelistele keskkonnanõuetele. Selliste rakenduste jaoks mõeldud kõrgtehnoloogiline materjal pärineb elastomeeride materjalirühmast. Freudenberg Sealing Technologiesil on õnnestunud välja töötada materjal, mis pakub termoplastide ees olulisi eeliseid termilise läbikukkumise korral ja mis viib akude rakendused e-mobiilsuses uuele tasemele.
Materjalide eeliste kasutamine – elastomeersed tihendid termoplastide asemel
Traditsiooniliselt akutihendites kasutatavate termoplastide puhul ei ole makromolekulide pikaahelaline molekulaarstruktuur omavahel keemiliselt ristseotud, vaid ainult nõrkade molekulidevaheliste jõudude kaudu seotud. Kuigi termoplastid on teataval määral elastselt deformeeruvad, läbivad nad akuelemendi pideva laadimise ja tühjendamise ajal ka funktsionaalselt asjakohase plastilise deformatsiooni. Elastomeerid, mille molekuliahelad on keemiliselt ristseotud, on teistsugused. Nende põhiseisundis on polümeeri ahelad keras, mis tõmbub või surutakse kokku tõmbe- ja survekoormuse all. Entroopilise elastsuse tõttu reageerivad need ristseotud materjalid elastselt ja pöörduvalt ning säilitavad oma kuju akuelementide tsüklilise mahu muutumise ajal koormuse all.
“Meie uuest elastomeerist valmistatud O-rõngad takistavad seega elektrolüüdi lekkimist akuelemendist või lisandite sattumist akuelemendisse,” selgitab Freudenberg Sealing Technologiesi rakendusinsener David Kuhne. “Akuelemendit ei saa pidada jäigaks struktuuriks – see “hingab”. Kui akuelemendi temperatuur tõuseb ümbritsevast temperatuurist kuni – reeglina – kuni 60 °C, paisub ja tõmbub see jahtudes võrdselt kokku. Sellise pideva koormuse korral on elastomeeridel termoplastide ees märkimisväärsed eelised,” selgitab ta laadimis- ja tühjendusprotsessi.
Materjalide alased teadmised – tipptasemel teadusuuringutest kuni suuremahulise tootmiseni
Uute materjalide väljatöötamisel akude kasutamiseks keskendutakse nii säästvuse kui ka majanduslike aspektide arvestamisele. Põhimõtteliselt on elektrisõidukid seda jätkusuutlikumad, mida kauem saab akut kasutada. Freudenberg Sealing Technologies’i uus tihendusmaterjal aitab sellele kaasa. Uue materjali kasutamisel kliendiprojektides paranes akuelementide lekkimismäär suurusjärgu võrra, st kümnekordselt võrreldes tavapäraste termoplastiliste tihenditega.
Teine oluline aspekt on see, et akuelementide elektrokeemia on äärmiselt tundlik võimalike lisandite suhtes. Dr. Stefan Schneider, O-rõngaste pliidikeskuse materjaliarenduse juht, selgitab: ” Tavapäraste elastomeeridega suletud elemendis täheldatud enneaegne võimsuse vähenemine võib tuleneda tihendusmaterjali minimaalsest, kuid siiski olemasolevast saastumisest. Sarnane mõju on ka niiskuse sattumine elemendi sisse, kuna see võib põhjustada elektrolüüdi komponentide lagunemist. Neid aspekte võeti uue materjali väljatöötamisel arvesse.” Lisaks sellele on tootmistehnika osakond optimeerinud tootmisprotsesse nii, et neid kõrgtehnoloogilisi akuelemendi tihendeid saab toota massiliselt.
Suurenev nõudlus akude järele – elektrisõidukite kasvutempo
Freudenberg Sealing Technologies on juhtiv kõrgtehnoloogiliste materjalide ja innovaatiliste toodete tarnija, kes aitab kaasa turvalisele ja jätkusuutlikule e-mobiilsusele. Just õigel ajal: Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) avaldatud iga-aastases dokumendis “Global Electric Vehicle Outlook” analüüsitakse elektromobiilsuse valdkonna ülemaailmseid arenguid. Outlook 2024″ väidab, et ülemaailmne elektrisõidukite arv peab kasvama alla 45 miljonilt sõidukilt 2023. aastal 250 miljonile sõidukile 2030. aastal, et püsida nullilähedaste heitkoguste saavutamise teel. See suurendab oluliselt ka nõudlust suure võimsusega akude järele. Ka Freudenberg Sealing Technologies on selle üle rõõmus: “Kliendispetsiifiliste projektide arenduspartnerina anname oma pikaajalise oskusteabe materjalide ja innovatsiooni valdkonnas. Tänu meie täiustatud analüüsile ja vertikaalselt integreeritud tootmisprotsessidele suudame väga paindlikult arendada ja rakendada konkurentsivõimelisi tootmisprotsesse,” võtab David Kuhne kokku.
Allikas: 10. aprilli 2025. aasta pressiteade
