L’esperto di materiali e guarnizioni Freudenberg Sealing Technologies sviluppa un nuovo materiale elastomerico particolarmente compatibile con l’ambiente.
Weinheim, 10 aprile 2025 – Con un materiale di guarnizione ottimizzato, Freudenberg offre un’alternativa alle guarnizioni termoplastiche e FKM contenenti PFAS per l’uso nella mobilità elettrica. La nuova serie di materiali, lavorata con un processo di stampaggio a iniezione, convince per le sue elevate prestazioni di tenuta, garantisce la durata della batteria e soddisfa i crescenti requisiti ambientali.
Nel mercato in rapida espansione dei veicoli elettrici, il miglioramento delle prestazioni delle batterie, con tempi di ricarica più brevi, massima resistenza alle temperature e maggiore durata della batteria, è la chiave del successo. Per raggiungere questo obiettivo, gli OEM in Europa e negli Stati Uniti hanno bisogno di materiali che soddisfino anche le più severe normative ambientali nazionali e internazionali. Un materiale ad alte prestazioni per queste applicazioni proviene dal gruppo degli elastomeri. Freudenberg Sealing Technologies è riuscita a sviluppare un materiale che offre vantaggi rilevanti rispetto ai termoplastici in caso di fuga termica e che porta le applicazioni delle batterie nella mobilità elettrica a un nuovo livello.
Sfruttare i vantaggi dei materiali – guarnizioni in elastomero anziché in termoplastica
Nei materiali termoplastici tradizionalmente utilizzati per le guarnizioni delle batterie, la struttura molecolare a catena lunga delle macromolecole non è chimicamente reticolata tra loro, ma è collegata solo attraverso deboli forze intermolecolari. Sebbene i materiali termoplastici possano essere deformati elasticamente fino a un certo punto, subiscono anche una quantità di deformazione plastica funzionalmente rilevante durante la carica e la scarica continue della cella della batteria. Gli elastomeri, le cui catene molecolari sono chimicamente reticolate, sono diversi. Nel loro stato di base, le catene polimeriche si trovano in una sfera che viene tirata o compressa sotto carichi di trazione e compressione. Grazie alla loro elasticità entropica, questi materiali reticolati reagiscono in modo elastico e reversibile e mantengono la loro forma durante il cambiamento ciclico 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 si può pensare alla cella di una batteria come a una struttura rigida: essa “respira”. Quando la cella della batteria subisce un aumento di temperatura dalla temperatura ambiente a intervalli – di norma – fino a 60°C, si espande e si contrae in egual misura quando si raffredda. Gli elastomeri mostrano vantaggi significativi rispetto ai termoplastici sotto questo carico continuo”, spiega, illustrando il processo di carica e scarica.
Competenza sui materiali: dalla ricerca d’avanguardia alla produzione su larga scala
Nello sviluppo di nuovi materiali per le applicazioni delle batterie, l’attenzione è rivolta alla sostenibilità e agli aspetti economici. In linea di principio, più a lungo si può utilizzare la batteria, più i veicoli elettrici diventano sostenibili. Il nuovo materiale di tenuta di Freudenberg Sealing Technologies contribuisce a questo obiettivo. Utilizzando il nuovo materiale nei progetti dei clienti, il tasso di perdita delle celle della batteria è stato migliorato di un ordine di grandezza, ovvero decuplicato rispetto alle guarnizioni termoplastiche convenzionali.
Un altro aspetto essenziale è che l’elettrochimica delle celle delle batterie è estremamente sensibile alle impurità potenziali. Il dottor Stefan Schneider, responsabile dello sviluppo dei materiali presso il Lead Center O-Rings, spiega: ” La perdita prematura di capacità osservata in una cella sigillata con elastomeri convenzionali può derivare da una contaminazione minima, ma comunque presente, del materiale di tenuta. Un effetto simile si ha l’ingresso di umidità nella cella, che può causare la decomposizione dei componenti dell’elettrolito. Questi aspetti sono stati presi in considerazione nello sviluppo del nuovo materiale”. Inoltre, il reparto di ingegneria di processo ha ottimizzato i processi di produzione in modo tale che queste guarnizioni per celle di batterie ad alte prestazioni possano essere prodotte in grandi serie.
Aumento della domanda di batterie – impulso alla crescita dei veicoli elettrici
In qualità di fornitore leader di materiali ad alte prestazioni e prodotti innovativi, Freudenberg Sealing Technologies contribuisce a una mobilità elettrica sicura e sostenibile. Proprio al momento giusto: l’annuale “Global Electric Vehicle Outlook” pubblicato dall’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE) analizza gli sviluppi globali nel campo della mobilità elettrica. L'”Outlook 2024″ afferma che la flotta globale di veicoli elettrici dovrà crescere da meno di 45 milioni nel 2023 a 250 milioni di veicoli nel 2030 per rimanere sulla strada delle emissioni nette zero. Ciò aumenterà notevolmente la domanda di batterie ad alte prestazioni. Anche Freudenberg Sealing Technologies è soddisfatta: “In qualità di partner di sviluppo per progetti specifici dei clienti, contribuiamo con molti anni di esperienza nei materiali e nell’innovazione. Grazie alle nostre analisi avanzate e ai processi produttivi integrati verticalmente, possiamo sviluppare e implementare processi produttivi competitivi con grande agilità”, riassume David Kuhne.
Fonte: Comunicato stampa del 10 aprile 2025
