L’esperto di materiali e guarnizioni Freudenberg Sealing Technologies sviluppa un nuovo materiale elastomerico altamente compatibile
Weinheim (Germania), 10 aprile 2025. Freudenberg offre un materiale di tenuta ottimizzato per le applicazioni di mobilità elettrica come alternativa alle guarnizioni termoplastiche e FKM contenenti PFAS. Questa nuova serie di materiali viene lavorata mediante stampaggio a iniezione, offre prestazioni di tenuta superiori, garantisce la durata della batteria e soddisfa le normative ambientali sempre più severe.
Nel mercato dei veicoli elettrici, in rapida crescita, il miglioramento delle prestazioni delle batterie, con tempi di ricarica più brevi, massima resistenza alle temperature e maggiore durata della batteria, sono fattori chiave per il successo. Per soddisfare queste esigenze, gli OEM in Europa e negli Stati Uniti hanno bisogno di materiali che siano anche conformi ai più severi standard ambientali nazionali e internazionali. Un materiale ad alte prestazioni per queste applicazioni proviene dal gruppo degli elastomeri. Freudenberg Sealing Technologies ha sviluppato con successo un materiale che supera i materiali termoplastici in caso di fuga termica e porta le applicazioni delle batterie nella mobilità elettrica a un livello completamente nuovo.
Utilizzo dei vantaggi dei materiali – guarnizioni in elastomero anziché in termoplastica
I materiali termoplastici tradizionalmente utilizzati per le guarnizioni delle batterie hanno macromolecole con strutture molecolari a catena lunga che non sono chimicamente reticolate, ma tenute insieme da deboli forze intermolecolari. Sebbene i materiali termoplastici possano essere deformati elasticamente in una certa misura, la costante carica e scarica della cella della batteria li porta a subire nel tempo una deformazione plastica rilevante dal punto di vista funzionale. La situazione è diversa negli elastomeri, le cui catene molecolari sono chimicamente reticolate. Allo stato di base, le catene polimeriche formano una palla aggrovigliata che si allunga o si comprime sotto carichi di trazione e compressione. Grazie all’elasticità entropica, questi materiali reticolati reagiscono in modo elastico e reversibile, mantenendo la loro forma in modo eccezionale durante la variazione ciclica di volume delle celle della batteria sotto carico.
“I nostri O-ring realizzati con il nuovo elastomero impediscono all’elettrolito di fuoriuscire dalla cella della batteria o alle impurità di entrare nella cella”, spiega David Kuhne, Application Engineer di Freudenberg Sealing Technologies. “Non bisogna pensare alla cella di una batteria come a una struttura rigida: essa ‘respira’. Quando la temperatura nella cella della batteria sale dai livelli ambientali a – di norma – intervalli fino a 60°C, la cella si espande e poi si contrae allo stesso modo quando si raffredda. Gli elastomeri mostrano vantaggi significativi rispetto ai termoplastici durante questa continua sollecitazione”, spiega Kuhne, il processo di carica e scarica.
Competenza sui materiali: dalla ricerca all’avanguardia alla produzione su larga scala
Lo sviluppo di nuovi materiali per batterie dà priorità alla sostenibilità e agli aspetti economici. In generale, più una batteria può essere utilizzata a lungo, più i veicoli elettrici diventano sostenibili. Il nuovo materiale di tenuta di Freudenberg Sealing Technologies contribuisce a questo obiettivo.
Utilizzato nei progetti dei clienti, il nuovo materiale è stato in grado di migliorare di un ordine di grandezza il tasso di perdita delle celle della batteria, ovvero di decuplicare il valore delle guarnizioni termoplastiche convenzionali.
Un altro aspetto essenziale è l’estrema sensibilità dell’elettrochimica delle celle delle batterie alla potenziale contaminazione. Il Dr. Stefan Schneider, responsabile dello sviluppo dei materiali presso il centro O-Rings, spiega: “La perdita prematura di capacità, che è stata osservata nelle celle sigillate con elastomeri convenzionali, può derivare da impurità minime ma comunque presenti nel materiale di tenuta. L’infiltrazione di umidità nella cella ha un effetto simile, in quanto può causare la decomposizione dei componenti dell’elettrolita. Questi aspetti sono stati presi in considerazione durante lo sviluppo del nuovo materiale”. Inoltre, l’ingegneria di processo ha ottimizzato le tecniche di produzione a tal punto che è possibile produrre queste guarnizioni per celle di batterie ad alte prestazioni in grandi serie.
La crescente domanda di batterie alimenta l’espansione dei veicoli elettrici
In qualità di fornitore leader di materiali ad alte prestazioni e prodotti innovativi, Freudenberg Sealing Technologies è fondamentale per lo sviluppo di una mobilità elettrica sicura e sostenibile. E il momento è perfetto: L’annuale “Global Electric Vehicle Outlook” dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE) rivela gli sviluppi globali della mobilità elettrica. Secondo l'”Outlook 2024″, la flotta mondiale di veicoli elettrici deve passare da meno di 45 milioni di veicoli nel 2023 a 250 milioni entro il 2030 per rimanere sulla strada delle emissioni nette zero. Ciò determinerà anche un forte aumento della domanda di batterie ad alte prestazioni. Freudenberg Sealing Technologies è soddisfatta: “In qualità di partner di sviluppo per progetti specifici del cliente, contribuiamo con molti anni di esperienza nei materiali e nell’innovazione. Grazie ai nostri metodi analitici avanzati e ai processi produttivi integrati verticalmente, possiamo sviluppare e implementare soluzioni produttive competitive con grande agilità”, conclude David Kuhne.
Fonte: Comunicato stampa del 10 aprile 2025
