A Freudenberg Sealing Technologies anyag- és tömítési szakértő új, különösen kompatibilis elasztomer anyagot fejleszt ki
Weinheim, 2025. április 10. – A Freudenberg egy optimalizált tömítőanyaggal alternatívát kínál a PFAS-t tartalmazó hőre lágyuló műanyag és FKM tömítések helyett az e-mobilitásban való felhasználásra. Az új anyagsorozat fröccsöntési eljárással készül, nagyobb tömítési teljesítményével nyűgöz le, biztosítja az akkumulátor élettartamát és megfelel a növekvő környezetvédelmi követelményeknek.
Az elektromos járművek gyorsan bővülő piacán a siker kulcsa a rövidebb töltési idővel, maximális hőmérséklet-állósággal és hosszabb élettartammal rendelkező akkumulátorok teljesítményének javítása. Ennek eléréséhez az európai és amerikai OEM-gyártóknak olyan anyagokra van szükségük, amelyek a szigorúbb nemzeti és nemzetközi környezetvédelmi előírásoknak is megfelelnek. Az ilyen alkalmazásokhoz egy nagy teljesítményű anyag az elasztomer anyagcsoportból származik. A Freudenberg Sealing Technologies-nak sikerült kifejlesztenie egy olyan anyagot, amely hőkiáramlás esetén jelentős előnyöket kínál a hőre lágyuló műanyagokkal szemben, és amely új szintre emeli az e-mobilitás akkumulátor-alkalmazásait.
Anyagelőnyök kihasználása – elasztomer tömítések hőre lágyuló műanyagok helyett
Az akkumulátorok tömítéséhez hagyományosan használt hőre lágyuló műanyagokban a makromolekulák hosszú láncú molekulaszerkezete nem kapcsolódik kémiailag egymáshoz, hanem csak gyenge intermolekuláris erők révén. Bár a hőre lágyuló műanyagok bizonyos mértékig rugalmasan deformálhatók, az akkumulátorcellák folyamatos töltése és kisütése során funkcionálisan releváns mértékű plasztikus deformáción mennek keresztül. Az elasztomerek, amelyek molekulaláncai kémiailag térhálósodnak, másképp viselkednek. Alapállapotukban a polimerláncok egy gömbben vannak, amelyet húzó- és nyomóterhelés hatására húznak vagy nyomnak össze. Ezek a térhálósodott anyagok az entrópikus rugalmasságuknak köszönhetően rugalmasan és reverzibilisen reagálnak, és megtartják alakjukat az akkumulátorcellák terhelés alatti ciklikus térfogatváltozása során.
„Az új elasztomerből készült O-gyűrűink így megakadályozzák, hogy az elektrolit kiszivárogjon az akkumulátorcellából, vagy szennyeződések kerüljenek a cellába” – magyarázza David Kuhne, a Freudenberg Sealing Technologies alkalmazásmérnöke. „Az akkumulátorcellára nem lehet úgy gondolni, mint egy merev szerkezetre – az „lélegzik”. Amikor az akkumulátorcella a környezeti hőmérsékletről – általában – 60 °C-ig emelkedő hőmérsékleten megy keresztül, a lehűléskor ugyanolyan mértékben tágul és húzódik össze. Az elasztomerek jelentős előnyökkel rendelkeznek a hőre lágyuló műanyagokkal szemben e folyamatos terhelés alatt” – magyarázza a töltési és kisütési folyamatot szemléltetve.
Anyagszakértelem – az élvonalbeli kutatástól a nagyüzemi gyártásig
Az új anyagok akkumulátoros alkalmazásokhoz történő kifejlesztésekor a fenntarthatóság és a gazdasági szempontok egyaránt a középpontban állnak. Elvileg minél hosszabb ideig használható az akkumulátor, annál fenntarthatóbbá válnak az elektromos járművek. A Freudenberg Sealing Technologies új tömítőanyaga hozzájárul ehhez. Az új anyag ügyfélprojektekben történő alkalmazásakor az akkumulátorcellák teljesítmény szempontjából fontos szivárgási aránya egy nagyságrenddel, azaz tízszeresére javult a hagyományos hőre lágyuló műanyag tömítésekhez képest.
Egy másik lényeges szempont, hogy az akkumulátorcellák elektrokémiája rendkívül érzékeny a potenciális szennyeződésekre. Dr. Stefan Schneider, az O-Rings vezető központ anyagfejlesztési vezetője így magyarázza: ” A hagyományos elasztomerekkel lezárt cellában megfigyelhető idő előtti kapacitásvesztés a tömítőanyag minimális, de mégis jelenlévő szennyeződéséből adódhat. Hasonló hatása van a nedvesség bejutása a cellába, mivel ez az elektrolit összetevőinek bomlását okozhatja. Az új anyag kifejlesztésekor ezeket a szempontokat is figyelembe vettük.” Emellett a folyamatmérnöki részleg úgy optimalizálta a gyártási folyamatokat, hogy ezek a nagy teljesítményű akkumulátorcellák tömítései tömeggyártásban is előállíthatók legyenek.
Növekvő akkumulátor-kereslet – az elektromos járművek növekedési lendülete
A Freudenberg Sealing Technologies a nagy teljesítményű anyagok és innovatív termékek vezető szállítójaként hozzájárul a biztonságos és fenntartható e-mobilitáshoz. Éppen jókor: a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) által évente kiadott „Global Electric Vehicle Outlook” című kiadvány elemzi az elektromobilitás globális fejlődését. A „Outlook 2024” szerint a globális elektromos járműparknak a 2023-as 45 millió alatti értékről 2030-ra 250 millió járműre kell növekednie ahhoz, hogy a nettó nulla kibocsátáshoz vezető úton maradhassunk. Ez a nagy teljesítményű akkumulátorok iránti keresletet is nagymértékben megnöveli. A Freudenberg Sealing Technologies is örül ennek: „A személyre szabott projektek fejlesztési partnereként sokéves anyag- és innovációs szakértelemmel járulunk hozzá. Fejlett analízisünknek és vertikálisan integrált gyártási folyamatainknak köszönhetően nagy agilitással tudunk versenyképes gyártási folyamatokat kifejleszteni és megvalósítani” – foglalja össze David Kuhne.
Forrás: 2025. április 10-i sajtóközlemény
