ELASTOSIL® CM 185 wird im Dispensverfahren auf die Kontaktierbereiche von Batteriemodulen aufgetragen (blaue Flächen in der Vergrößerung) und verhindert im Falle eines Falles das Übergreifen eines Zellenbrands auf benachbarte Zellen (Bild: Wacker)
26.06.2024 Siliconmaterialien für erhöhte Batteriesicherheit
Auf der diesjährigen Battery Show Europe hat Wacker ausgewählte Siliconprodukte für die Batterietechnik und die Elektromobilität vorgestellt. Im Fokus standen die Silicon-Vergussmassen ELASTOSIL® CM 181 und das neu entwickelte ELASTOSIL® CM 185, das auf der Messe erstmals gezeigt wurde. Beide Produkte erhöhen die Batteriesicherheit in Elektrofahrzeugen.
ELASTOSIL® CM 185 wurde gezielt für die Anwendung als Vergussmasse für den Vent- und Kontaktierbereich von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Das Produkt zählt zu den RTV-2-Siliconkautschuken. Es handelt sich dabei um ein 2K-Siliconmaterial, das bei Raumtemperatur vulkanisiert. Die Masse ist gießbar und kann durch Dispensen appliziert werden. Bei der vorgesehenen Anwendung wird die Vergussmasse auf die sensiblen Vent- und Kontaktierbereiche eines Batteriepacks aufgebracht. Das Material ist selbsthaftend formuliert und vernetzt durch eine Kondensationsreaktion zu einem elektrisch und thermisch isolierenden Elastomer mit optimierten mechanischen Eigenschaften. Der Verguss wirkt als Schutzschicht, welche die Funktion der Vents nicht beeinträchtigt.
Kommt es in einer Zelle eines Batteriepacks, das mit der Vergussmasse ausgerüstet ist, zum Thermal Runaway – geht also eine Zelle thermisch durch – kann sich die betroffene Zelle durch das Vent und durch die Siliconschicht hindurch druckentladen, ohne dass der Schutzverguss unterblasen wird. Bei allen anderen Zellen des Batteriepacks bleibt die Schutzwirkung des Silicons erhalten. Der thermische Ausbreitungspfad über den Vent- und Kontaktierbereich, der zur Selbstentzündung der Nachbarzellen führt, ist somit unterbrochen.
Bei ELASTOSIL® CM 181 handelt es sich um einen additionsvernetzenden RTV-2-Siliconkautschuk, der bei Raumtemperatur zügig zu einem Elastomer mittlerer Härte vernetzt. Der Kautschuk ist dünnflüssig und lässt sich sehr leicht vergießen. Dank der Formulierung mit einem Leichtfüllstoff weist er eine definierte Porenstruktur auf, wodurch das Vulkanisat eine reduzierte Dichte erhält und komprimierbar wird. Zudem ist ein wärmeabsorbierender Füllstoff enthalten.
Mit diesem Eigenschaftsprofil ist der Kautschuk zum Vergießen der Zellzwischenräume eines Batteriepacks oder -moduls prädestiniert. Der Verguss isoliert die Zellen elektrisch und thermisch und bietet zugleich eine mechanische Stütz- und Schutzfunktion. Dadurch können Vibrationen, Stöße und thermische Ausdehnungen der Zellen abgefangen und ausgeglichen werden, ohne dass das Vergussmaterial den Zellverbund unter mechanischen Stress setzt. Zudem erschwert das thermisch isolierende Siliconelastomer den Weitertransport der Wärme über die Zellseitenwände. Der Verguss der Zellzwischenräume mit ELASTOSIL® CM 181 trägt somit zu einem sicheren Betrieb der Batteriezellen bei.
Neben den beiden Vergussmassen hat das Unternehmen weitere Siliconprodukte für die Batterie- und Elektrofahrzeugbranche, wie z.B. Siliconharze, wärmeleitende Gap-Filler oder Silicondichtstoffe, gezeigt.
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