Materjalide ja tihenduste ekspert Freudenberg Sealing Technologies arendab uut, väga hästi ühilduvat elastomeermaterjali
Weinheim (Saksamaa), 10. aprill 2025. Freudenberg pakub optimeeritud tihendusmaterjali e-mobiilsuse rakenduste jaoks alternatiivina PFAS-i sisaldavatele termoplast- ja FKM-tihenditele. Seda uut materjaliseeriat töödeldakse survevalu teel, see pakub paremaid tihendusvõimsusi, tagab aku eluea ja vastab üha rangematele keskkonnanõuetele.
Kiiresti kasvaval elektrisõidukite turul on edu võtmeteguriteks akude parem jõudlus koos lühema laadimisaja, maksimaalse temperatuurikindlusega ja pikema aku elueaga. Nende nõuete täitmiseks vajavad Euroopa ja Ameerika Ühendriikide algseadmete tootjad materjale, mis vastavad ka rangematele riiklikele ja rahvusvahelistele keskkonnastandarditele. Üks kõrgtehnoloogiline materjal sellisteks rakendusteks pärineb elastomeeride materjalirühmast. Freudenberg Sealing Technologies on edukalt välja töötanud materjali, mis ületab termoplastide omadusi termilise läbipõlemise korral ja viib akude rakendused e-mobiilsuses täiesti uuele tasemele.
Materjalide kasutamise eelised – elastomeersed tihendid termoplastide asemel
Traditsiooniliselt akutihendite tihendamiseks kasutatavate termoplastide makromolekulid on pika ahelaga molekulaarstruktuuriga, mis ei ole keemiliselt ristseotud, vaid mida hoiavad koos nõrgad molekulidevahelised jõud. Kuigi termoplastid võivad olla teatud määral elastselt deformeeruvad, põhjustab akuelemendi pidev laadimine ja tühjendamine ka nende funktsionaalselt olulist plastilist deformatsiooni aja jooksul. See on teisiti elastomeeride puhul, mille molekuliahelad on keemiliselt ristseotud. Põhiolukorras moodustavad polümeeri ahelad segunenud palli, mis tõmbe- ja survekoormuse mõjul venib või surub kokku. Tänu entroopiaelastsusele reageerivad need ristseotud materjalid elastselt ja pöörduvalt, säilitades oma kuju erakordselt hästi 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. “Te ei tohiks mõelda akuelemendist kui jäigast konstruktsioonist – see “hingab”. Kui temperatuur akuelemendis tõuseb ümbritsevast temperatuurist kuni – reeglina – 60 °C-ni, laieneb akuelement ja tõmbub seejärel jahtudes samamoodi kokku. Elastomeeridel on selle pideva pinge ajal termoplastide ees märkimisväärsed eelised.” selgitab Kuhne laadimis- ja tühjendamisprotsessi.
Materjalide alased teadmised – tipptasemel teadusuuringutest kuni suuremahulise tootmiseni
Uute akumaterjalide väljatöötamisel seatakse esikohale nii jätkusuutlikkus kui ka majanduslikud aspektid. Üldiselt on elektrisõidukid seda jätkusuutlikumad, mida kauem saab akut kasutada. Freudenberg Sealing Technologies’i uus tihendusmaterjal aitab sellele eesmärgile kaasa.
Klientide projektides kasutamisel suutis uus materjal parandada akuelementide lekkekiirust suurusjärgu võrra – teisisõnu, võrreldes tavapäraste termoplastiliste tihenditega, kümnekordselt.
Teine oluline aspekt on akuelemendi elektrokeemia äärmine tundlikkus võimaliku saastumise suhtes. Dr. Stefan Schneider, O-Ringsi juhtiva keskuse materjalide arendamise juht, selgitab: “Enneaegne võimsuse vähenemine, mida on täheldatud tavapäraste elastomeeridega suletud elementide puhul, võib tuleneda minimaalsetest, kuid siiski esinevatest lisanditest tihendusmaterjalis. Niiskuse imbumine elemendi sisse avaldab samasugust mõju, kuna see võib põhjustada elektrolüüdi komponentide lagunemist. Neid aspekte võeti arvesse uue materjali väljatöötamisel.” Lisaks sellele on Process Engineering optimeerinud tootmistehnikaid sellisel määral, et neid kõrgtehnoloogilisi akuelementide tihendeid on võimalik toota suurtes seeriates.
Kasvav nõudlus akude järele soodustab elektrisõidukite levikut
Freudenberg Sealing Technologies on juhtiv kõrgtehnoloogiliste materjalide ja innovaatiliste toodete pakkuja, kes aitab kaasa ohutu ja jätkusuutliku e-mobiilsuse arendamisele. Ja ajastus on ideaalne: Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) iga-aastane aruanne “Global Electric Vehicle Outlook” toob esile elektromobiilsuse globaalsed arengud. “Outlook 2024” kohaselt peab ülemaailmne elektrisõidukite arv suurenema vähem kui 45 miljonilt sõidukilt 2023. aastal 250 miljonile sõidukile 2030. aastaks, et saavutada nullilähedane heitkogus. See suurendab järsult ka nõudlust suure võimsusega akude järele. Freudenberg Sealing Technologies on rahul: “Kliendispetsiifiliste projektide arenduspartnerina anname oma pikaajalise oskusteabe materjalide ja innovatsiooni valdkonnas. Tänu meie täiustatud analüüsimeetoditele ja vertikaalselt integreeritud tootmisprotsessidele suudame väga agiilselt arendada ja rakendada konkurentsivõimelisi tootmislahendusi,” lõpetab David Kuhne.
Allikas: 10. aprilli 2025. aasta pressiteade
