A Freudenberg Sealing Technologies anyag- és tömítési szakértője új, nagymértékben kompatibilis elasztomer anyagot fejlesztett ki
Weinheim (Németország), 2025. április 10. A Freudenberg az e-mobilitási alkalmazásokhoz optimalizált tömítőanyagot kínál a PFAS-tartalmú hőre lágyuló műanyag és FKM tömítések alternatívájaként. Ez az új anyagsorozat fröccsöntéssel kerül feldolgozásra, kiváló tömítési teljesítményt nyújt, biztosítja az akkumulátor élettartamát és megfelel az egyre szigorúbb környezetvédelmi előírásoknak.
A gyorsan növekvő elektromos járművek piacán a siker kulcstényezője a rövidebb töltési idővel, maximális hőmérséklet-állósággal és hosszabb élettartammal rendelkező akkumulátorok teljesítményének javítása. Ezen igények teljesítéséhez az európai és amerikai OEM-gyártóknak olyan anyagokra van szükségük, amelyek megfelelnek a szigorúbb nemzeti és nemzetközi környezetvédelmi előírásoknak is. Az ilyen alkalmazásokhoz az egyik nagyteljesítményű anyag az elasztomer anyagcsoportból származik. A Freudenberg Sealing Technologies sikeresen kifejlesztett egy olyan anyagot, amely hőkiáramlás esetén felülmúlja a hőre lágyuló műanyagokat, és teljesen új szintre emeli az e-mobilitás akkumulátor-alkalmazásait.
Anyagelőnyök használata – elasztomer tömítések hőre lágyuló műanyagok helyett
Az akkumulátorok tömítéséhez hagyományosan használt hőre lágyuló műanyagok hosszú láncú molekulaszerkezetű makromolekulák, amelyek nem kémiailag térhálósodnak, hanem gyenge intermolekuláris erők tartják össze őket. Bár a hőre lágyuló műanyagok bizonyos mértékig rugalmasan deformálhatók, az akkumulátorcellák állandó töltése és kisütése miatt idővel funkcionálisan releváns plasztikus deformációnak is alávetik magukat. Más a helyzet az elasztomerek esetében, amelyek molekulaláncai kémiailag térhálósodnak. Alapállapotukban a polimerláncok egy összegabalyodott gömböt alkotnak, amely húzó- és nyomóterhelés hatására megnyúlik vagy összenyomódik. Az entrópikus rugalmasságnak köszönhetően ezek a térhálósított anyagok rugalmasan és reverzibilisen reagálnak, és kivételesen jól megőrzik alakjukat az akkumulátorcellák terhelés alatti ciklikus térfogatváltozása során.
„Az új elasztomerből készült O-gyűrűink ezért megakadályozzák, hogy az elektrolit kiszivárogjon az akkumulátorcellából, vagy szennyeződések kerüljenek a cellába” – magyarázza David Kuhne, a Freudenberg Sealing Technologies alkalmazásmérnöke. „Az akkumulátorcellára nem szabad úgy gondolni, mint egy merev konstrukcióra – az ‘lélegzik’. Amikor az akkumulátorcellában a hőmérséklet a környezeti hőmérsékletről – általában – 60 °C-ig emelkedik, a cella kitágul, majd ugyanúgy összehúzódik, ahogy lehűl. Az elasztomerek jelentős előnyöket mutatnak a hőre lágyuló műanyagokkal szemben e folyamatos igénybevétel során.” – magyarázza Kuhne a töltési és kisütési folyamatot.
Anyagszakértelem – az élvonalbeli kutatástól a nagyüzemi gyártásig
Az új akkumulátor-anyagok fejlesztése során a fenntarthatóság mellett a gazdasági szempontok is prioritást élveznek. Általánosságban elmondható, hogy minél hosszabb ideig használható egy akkumulátor, annál fenntarthatóbbá válnak az elektromos járművek. A Freudenberg Sealing Technologies új tömítőanyaga hozzájárul ehhez a célhoz.
Az ügyfélprojektekben való alkalmazás során az új anyag képes volt egy nagyságrenddel javítani az akkumulátorcellák teljesítmény szempontjából fontos szivárgási arányát – más szóval tízszeres javulást eredményezett a hagyományos hőre lágyuló műanyag tömítésekhez képest.
Egy másik lényeges szempont az akkumulátorcellák elektrokémiájának az esetleges szennyeződésekre való rendkívüli érzékenysége. Dr. Stefan Schneider, az O-Rings vezető központjának anyagfejlesztési vezetője elmagyarázza: „A hagyományos elasztomerekkel tömített celláknál megfigyelt idő előtti kapacitásvesztés a tömítőanyagban lévő minimális, de mégis jelenlévő szennyeződések miatt következhet be. A nedvesség beszivárgása a cellába hasonló hatással jár, mivel az elektrolitkomponensek bomlását okozhatja. Az új anyag kifejlesztésekor ezeket a szempontokat is figyelembe vettük.” Ezen túlmenően a folyamatmérnökség olyan mértékben optimalizálta a gyártási technikákat, hogy lehetővé tette e nagy teljesítményű akkumulátorcellák tömítéseinek nagy sorozatban történő gyártását.
Az akkumulátorok iránti növekvő kereslet ösztönzi az elektromos járművek elterjedését
A nagy teljesítményű anyagok és innovatív termékek vezető szállítójaként a Freudenberg Sealing Technologies fontos szerepet játszik a biztonságos és fenntartható e-mobilitás fejlesztésében. Az időzítés pedig tökéletes: A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) éves „Global Electric Vehicle Outlook” című kiadványa feltárja az elektromos mobilitás globális fejlődését. A „Outlook 2024” szerint a világ elektromos járműparkjának a 2023-as kevesebb mint 45 millió járműről 2030-ra 250 millióra kell növekednie ahhoz, hogy a nettó nulla kibocsátás eléréséhez vezető úton maradjon. Ez a nagy teljesítményű akkumulátorok iránti kereslet erőteljes növekedését is ösztönözni fogja. A Freudenberg Sealing Technologies elégedett: „Az ügyfélspecifikus projektek fejlesztési partnereként sokéves anyag- és innovációs szakértelemmel járulunk hozzá. Fejlett analitikai módszereinknek és vertikálisan integrált gyártási folyamatainknak köszönhetően nagy agilitással tudunk versenyképes gyártási megoldásokat kifejleszteni és megvalósítani” – zárja David Kuhne.
Forrás: 2025. április 10-i sajtóközlemény
