Freudenberg Sealing Technologies, spécialiste des matériaux et de l’étanchéité, met au point un nouveau matériau élastomère hautement compatible
Weinheim (Allemagne), 10 avril 2025. Freudenberg propose un matériau d’étanchéité optimisé pour les applications d’e-mobilité comme alternative aux joints thermoplastiques et FKM contenant des PFAS. Cette nouvelle série de matériaux est traitée par moulage par injection, offre des performances d’étanchéité supérieures, garantit la durée de vie de la batterie et répond aux réglementations environnementales de plus en plus strictes.
Sur le marché en pleine expansion des véhicules électriques, l’amélioration des performances des batteries avec des temps de charge plus courts, une résistance maximale à la température et une durée de vie plus longue sont des facteurs clés de succès. Pour répondre à ces exigences, les équipementiers européens et américains ont besoin de matériaux qui respectent également des normes environnementales nationales et internationales plus strictes. Le groupe des élastomères est l’un des matériaux les plus performants pour ce type d’applications. Freudenberg Sealing Technologies a réussi à mettre au point un matériau qui surpasse les thermoplastiques en cas d’emballement thermique et porte les applications des batteries dans le domaine de l’e-mobilité à un niveau entièrement nouveau.
Utilisation des avantages des matériaux – joints en élastomère au lieu de thermoplastiques
Les thermoplastiques traditionnellement utilisés pour les joints de batterie ont des macromolécules avec des structures moléculaires à longue chaîne qui ne sont pas chimiquement réticulées mais plutôt maintenues ensemble par de faibles forces intermoléculaires. Si les thermoplastiques peuvent être déformés élastiquement dans une certaine mesure, la charge et la décharge constantes de la cellule de la batterie leur font également subir une déformation plastique fonctionnelle au fil du temps. Il en va différemment des élastomères dont les chaînes moléculaires sont chimiquement réticulées. Dans leur état de base, les chaînes de polymères forment une boule enchevêtrée qui s’étire ou se comprime sous l’effet de charges de traction et de compression. En raison de l’élasticité entropique, ces matériaux réticulés réagissent de manière élastique et réversible, conservant exceptionnellement bien leur forme pendant les changements cycliques de volume des éléments de batterie sous charge.
« Nos joints toriques fabriqués à partir du nouvel élastomère empêchent donc l’électrolyte de s’échapper de l’élément de batterie ou les impuretés de pénétrer dans l’élément », explique David Kuhne, ingénieur d’application chez Freudenberg Sealing Technologies. Il ne faut pas considérer un élément de batterie comme une construction rigide – il « respire ». Lorsque la température de l’élément de batterie passe du niveau ambiant à des plages allant généralement jusqu’à 60 °C, l’élément se dilate puis se contracte de la même manière lorsqu’il se refroidit. Les élastomères présentent des avantages significatifs par rapport aux thermoplastiques lors de cette sollicitation continue », explique M. Kuhne, le processus de charge et de décharge.
Expertise en matière de matériaux – de la recherche de pointe à la production à grande échelle
Le développement de nouveaux matériaux pour les batteries donne la priorité à la durabilité ainsi qu’aux aspects économiques. En général, plus une batterie peut être utilisée longtemps, plus les véhicules électriques deviennent durables. Le nouveau matériau d’étanchéité de Freudenberg Sealing Technologies contribue à cet objectif.
Utilisé dans le cadre de projets clients, le nouveau matériau a permis d’améliorer d’un ordre de grandeur le taux de fuite des cellules de la batterie en fonction des performances – en d’autres termes, il a été multiplié par dix par rapport aux joints thermoplastiques conventionnels.
Un autre aspect essentiel est l’extrême sensibilité de l’électrochimie des cellules de batteries à la contamination potentielle. Stefan Schneider, responsable du développement des matériaux au centre de recherche O-Rings, explique : « La perte prématurée de capacité, qui a été observée dans les cellules scellées avec des élastomères conventionnels, peut résulter d’impuretés minimes mais toujours présentes dans le matériau de scellement. L’infiltration d’humidité dans la cellule a un effet similaire, car elle peut entraîner la décomposition des composants de l’électrolyte. Ces aspects ont été pris en compte lors de la mise au point du nouveau matériau ». En outre, l’ingénierie des procédés a optimisé les techniques de fabrication à un point tel qu’il est possible de produire en grande série ces joints d’étanchéité haute performance pour cellules de batteries.
La demande croissante de batteries alimente l’expansion des véhicules électriques
En tant que fournisseur de premier plan de matériaux à haute performance et de produits innovants, Freudenberg Sealing Technologies joue un rôle essentiel dans le développement d’une e-mobilité sûre et durable. Et le moment est bien choisi : Le rapport annuel de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) intitulé « Global Electric Vehicle Outlook » (Perspectives mondiales sur les véhicules électriques) révèle l’évolution de la mobilité électrique à l’échelle mondiale. Selon les « Perspectives 2024 », le parc mondial de véhicules électriques doit passer de moins de 45 millions de véhicules en 2023 à 250 millions d’ici à 2030 pour rester sur la voie des émissions nettes nulles. Cela entraînera également une forte augmentation de la demande en batteries de haute performance. Freudenberg Sealing Technologies s’en réjouit : « En tant que partenaire de développement pour les projets spécifiques des clients, nous apportons de nombreuses années d’expertise en matière de matériaux et d’innovation. Grâce à nos méthodes analytiques avancées et à nos processus de fabrication intégrés verticalement, nous pouvons développer et mettre en œuvre des solutions de production compétitives avec une grande agilité », conclut David Kuhne.
Source : communiqué de presse du 10 avril 2025 Communiqué de presse du 10 avril 2025
