Freudenberg Sealing Technologies, expert en matériaux et en joints, développe un nouveau matériau élastomère particulièrement compatible
Weinheim, 10 avril 2025 – Avec un matériau d’étanchéité optimisé, Freudenberg propose une alternative aux joints thermoplastiques et FKM contenant des PFAS pour l’utilisation dans l’e-mobilité. La nouvelle série de matériaux est transformée par moulage par injection, convainc par une performance d’étanchéité plus élevée, garantit la durée de vie de la batterie et répond aux exigences environnementales croissantes.
Sur le marché en pleine expansion des véhicules électriques, l’amélioration des performances des batteries, avec des temps de charge plus courts, une résistance thermique maximale et une durée de vie plus longue, est un facteur de succès. Pour cela, les équipementiers en Europe et aux États-Unis ont besoin de matériaux qui permettent de respecter les réglementations environnementales nationales et internationales plus strictes. Un matériau performant pour de telles applications provient du groupe de substances des élastomères. Freudenberg Sealing Technologies a réussi à développer un matériau qui offre des avantages significatifs par rapport aux thermoplastiques en cas d’emballement thermique et qui permet aux applications de batteries dans l’e-mobilité d’atteindre un nouveau niveau.
Utiliser les avantages des matériaux – un joint élastomère plutôt qu’un thermoplastique
Dans les thermoplastiques traditionnellement utilisés pour les joints de batterie, la structure moléculaire à longue chaîne des macromolécules n’est pas réticulée chimiquement entre elles, mais seulement reliée par de faibles forces intermoléculaires. Les thermoplastiques peuvent certes être déformés élastiquement dans une certaine mesure, mais ils subissent également une part importante de déformation plastique lors de la charge et de la décharge continues de la cellule de batterie. Il en va autrement des élastomères, dont les chaînes moléculaires sont réticulées chimiquement entre elles. À l’état de base, les chaînes de polymères se présentent sous la forme d’une pelote qui est étirée ou comprimée sous l’effet des contraintes de traction et de compression. En raison de l’élasticité entropique, ces matériaux réticulés réagissent de manière élastique et réversible et conservent leur forme de manière exceptionnelle pendant les changements cycliques de volume des cellules de la batterie sous charge.
« Nos joints toriques en nouvel élastomère empêchent ainsi l’électrolyte de s’échapper de la cellule de la batterie ou les impuretés de pénétrer dans la cellule », explique David Kuhne, ingénieur d’application chez Freudenberg Sealing Technologies. « Il ne faut pas s’imaginer une cellule de batterie comme une construction rigide – elle « respire ». Lorsque la cellule de batterie subit une augmentation de température de la température ambiante à des plages allant – en règle générale – jusqu’à 60°C, elle se dilate et se contracte de la même manière en refroidissant. Les élastomères présentent des avantages considérables par rapport aux thermoplastiques pour ce type de charge permanente », explique-t-il pour illustrer le processus de charge et de décharge.
Connaissance des matériaux – De la recherche de pointe à la production en grande série
Outre les aspects économiques, la durabilité est au cœur du développement de nouveaux matériaux pour les applications de batteries. En principe, les véhicules électriques sont d’autant plus durables que la batterie peut être utilisée longtemps. Le nouveau matériau d’étanchéité de Freudenberg Sealing Technologies y contribue. Ainsi, l’utilisation de ce nouveau matériau dans des projets clients a permis d’améliorer d’un ordre de grandeur le taux de fuite des cellules de batterie en termes de performance, c’est-à-dire de le multiplier par dix par rapport aux joints thermoplastiques conventionnels.
Un autre aspect essentiel est que l’électrochimie des cellules de batterie est extrêmement sensible aux impuretés potentielles. Stefan Schneider, responsable du développement des matériaux au Lead Center O-Rings, explique : « . Une perte de capacité prématurée, observée dans une cellule scellée avec des élastomères classiques, peut résulter des impuretés minimes mais néanmoins présentes dans le matériau d’étanchéité. Un effet similaire est produit par un l’apport d’humidité dans la cellule, car il peut provoquer une décomposition des composants de l’électrolyte. Ces aspects ont été pris en compte dans le développement du nouveau matériau ». De plus, l’ingénierie des procédés a optimisé les processus de fabrication de manière à ce que ces joints de cellule de batterie hautement performants puissent être produits en grande série.
Besoin croissant de batteries – impulsion de croissance pour les véhicules électriques
En tant que fournisseur leader de matériaux hautement performants et de produits innovants, Freudenberg Sealing Technologies contribue à une e-mobilité sûre et durable. Juste au bon moment : dans le « Global Electric Vehicle Outlook » publié chaque année par l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les développements mondiaux dans le domaine de la mobilité électrique sont détaillés. On peut y lire dans l' »Outlook 2024″ que le parc mondial de véhicules électriques devra passer de moins de 45 millions de véhicules en 2023 à 250 millions en 2030 pour rester sur la voie des émissions nettes nulles. Cela entraînera une forte augmentation de la demande en batteries performantes. Freudenberg Sealing Technologies s’en réjouit également : « En tant que partenaire de développement pour des projets spécifiques aux clients, nous apportons une compétence de longue date en matière de matériaux et d’innovation. Grâce à nos méthodes d’analyse avancées et à nos procédés de fabrication verticalement intégrés, nous pouvons développer et mettre en œuvre des processus de production compétitifs de manière très agile », résume David Kuhne.
Source : communiqué de presse du 10 avril 2025
