Balicí fólie zpomalující hoření aerogelu Výrobci

Znalosti oboru

Tepelně izolační mechanismy a nanoporézní struktura aerogelových filmů

Výjimečné tepelně izolační vlastnosti Balicí fólie zpomalující hoření aerogelu pochází z nanoporézního křemičitého skeletu, který potlačuje všechny tři režimy přenosu tepla. S průměry pórů koncentrovanými mezi 2 a 50 nanometry – výrazně menšími, než je střední volná dráha molekul vzduchu při okolním tlaku (přibližně 70 nm) – Knudsenův efekt zachycuje molekuly plynu v síti pórů, čímž snižuje tepelnou vodivost plynů na méně než 0,005 W/m·K. Vedení v pevné fázi je omezováno vysoce klikatou kostrou oxidu křemičitého, jehož propojené řetězce částic vytvářejí tepelnou cestu více než 100krát delší, než je tloušťka filmu. Přenos tepla sáláním je minimalizován začleněním kalicích činidel, jako je oxid titaničitý nebo nanočástice karbidu křemíku, které rozptylují infračervené záření v rozsahu vlnových délek 2–8 μm. Výsledná celková tepelná vodivost správně vytvořeného aerogelového filmu může být až 0,015–0,020 W/m·K při pokojové teplotě, což je hodnota, které se nevyrovnají běžné polymerové pěny nebo vláknité rohože srovnatelné tloušťky.

Kritická role distribuce velikosti pórů při potlačování přenosu tepla

Udržení úzké distribuce velikosti pórů je zásadní pro konzistentní tepelný výkon v celé balicí fólii Aerogel zpomalující hoření. Pokud zlomek pórů překročí 100 nm, mohou se ve větších dutinách iniciovat lokalizované konvekční proudy, které zhorší celkový účinný tepelný odpor. Výrobní procesy, které spoléhají na superkritické sušení CO₂ nebo sušení za okolního tlaku s řízenou povrchovou úpravou, dosahují poréznosti 90–98 % při zachování střední velikosti pórů pod 40 nm. Výsledný specifický povrch, typicky 600–1000 m²/g, měřeno adsorpcí dusíku BET, přímo koreluje jak s účinností tepelné izolace, tak s retardací hoření, protože vysoký vnitřní povrch podporuje tvorbu zuhelnatělých látek a ředí hořlavé plyny během expozice požáru.

Výkon požární bariéry ve scénářích šíření tepelného úniku

V nových bateriových modulech může tepelný únik jednoho článku během několika sekund přerůst do katastrofické události na úrovni sady. Balicí fólie zpomalující hoření aerogelu funguje jako protipožární mezivrstva, která zpožďuje přenos tepla mezi buňkami dostatečně dlouho na to, aby systémy řízení baterií aktivovaly ochranná opatření. Při vystavení plameni propanu o teplotě 600 °C podle zkušebního protokolu UL 2596 si 1,0 mm silný aerogelový film udržuje teplotu studeného povrchu pod 180 °C po dobu více než 10 minut, zatímco matrice oxidu křemičitého zůstává rozměrově stálá bez tání nebo kapání. Tento výkon lze přisoudit přirozené nehořlavosti oxidu křemičitého a schopnosti filmu tvořit soudržnou keramickou bariéru, která blokuje jak konvekční dopad plamene, tak vodivý tepelný tok prostřednictvím přímého kontaktu částic s částicemi.

Možnost přizpůsobení a výroby povrchových úprav

Společnost Anhui Yanhe New Material Co., Ltd., která se nachází na pozemku o rozloze 17 akrů v zóně hospodářského rozvoje Guangde West, od roku 2012 vyvíjí a vyrábí speciální etiketovací materiály, funkční pásky pro elektronický průmysl a lepicí produkty pro různé funkční filmové materiály. Společnost aplikuje odpovídající povrchové nátěry na základě funkčních požadavků různých povrchů zákazníků, což umožňuje výrobu zakázkové obalové fólie zpomalující hoření aerogelu s přesně navrženými povrchovými vlastnostmi. Prostřednictvím spolupráce s univerzitami a vědeckými výzkumnými institucemi doma i v zahraničí společnost využívá pokročilé technologie výzkumu a vývoje nových materiálů a přizpůsobené výrobní kapacity k poskytování integrovaných řešení pro funkční materiály. Tato infrastruktura umožňuje aplikaci ochranných nátěrů na míru, které řeší specifické environmentální výzvy, s nimiž se setkávají baterie pro elektromobily a systémy pro skladování energie.

Možnosti funkčního povlaku pro zvýšenou odolnost vůči životnímu prostředí

Základní aerogelový film může být laminován nebo potažen různými funkčními vrstvami. Tenký fluoropolymerový povlak dodává hydrofobnost s úhly kontaktu s vodou přesahujícími 130°, čímž zabraňuje adsorpci vlhkosti, která by jinak ohrozila tepelný výkon ve vlhkém prostředí. Pro aplikace vyžadující extrémní odolnost proti opotřebení lze nanést keramikou plněnou UV vytvrzovanou tvrdou vrstvu, která zvyšuje tvrdost tužky na 6H nebo vyšší, čímž chrání film před otěrem během vkládání článků a sestavování modulu. Metalizované hliníkové nebo měděné povlaky mohou být selektivně aplikovány pomocí fyzikálního napařování, aby se vytvořila kombinovaná tepelná a elektromagnetická interferenční stínící vrstva, která přidá méně než 10 μm k celkové tloušťce při zachování lehkých charakteristik fólie.

Mechanická integrita a odolnost proti stlačení v sestavě modulu

Lehké a vysoce pevné vlastnosti obalové fólie Aerogel zpomalující hoření jsou kritické při montáži bateriového modulu, kde se vzdálenost mezi články často snižuje pod 1 mm, aby se maximalizovala objemová hustota energie. Navzdory své vysoké pórovitosti vykazuje síť aerogelu oxidu křemičitého vyztuženého netkaným vláknitým nosičem (typicky skleněnými nebo PET vlákny) modul v tlaku 0,5–5 MPa a po stlačení na 50 % napětí po dobu 24 hodin při 60 °C se může obnovit přes 90 % své původní tloušťky. Tato kompresní odolnost zajišťuje, že fólie udržuje dokonalou tepelnou a elektrickou izolaci mezi sousedními články i po stovkách cyklů nabíjení-vybíjení, které vyvolávají mírnou expanzi a kontrakci pouzder článků. Pevnost fólie v tahu, obvykle v rozsahu 1–5 MPa, poskytuje dostatečnou manipulační robustnost pro přeměnu z role na roli a automatizovanou montáž typu pick-and-place bez trhání nebo odlupování vláken, které by mohlo kontaminovat spoje baterie.

Kompatibilita se systémy baterií a elektrolytů

Chemické prostředí uvnitř baterie klade dlouhodobé požadavky na kompatibilitu, které mnoho izolačních materiálů na organické bázi nesplňuje. Balicí fólie Aerogel zpomalující hoření vykazuje vysokou teplotní odolnost až do 600 °C v oxidačních atmosférách a až do 1000 °C v inertních podmínkách, zatímco chemické složení oxidu křemičitého je skutečně odolné vůči kyselině fluorovodíkové, která se může tvořit při rozkladu elektrolytu LiPF₆. Zrychlené testy stárnutí, při kterých je fólie ponořena do směsi ethylenkarbonátu, dimethylkarbonátu a 1M LiPF6 při 85 °C po dobu 500 hodin, ukazují zanedbatelnou ztrátu hmoty a žádnou detekovatelnou degradaci tepelné vodivosti. Antichemické antikorozní vlastnosti se rozšiřují na běžně používané chladicí kapaliny, dielektrické oleje a čisticí rozpouštědla, což zajišťuje stabilitu a odolnost fólie po celou dobu životnosti baterií elektrických vozidel nebo stacionárních zařízení pro ukládání energie.

• Silikagel je nepropustný pro mechanismy oxidační degradace, které způsobují křehnutí polyolefinových pěn, přičemž si zachovává svou mechanickou pružnost po tisíce tepelných cyklů.
• Fólie neobsahuje halogenované zpomalovače hoření, čímž se eliminuje riziko tvorby korozních vedlejších produktů při vystavení elektrickým obloukům nebo trvalému zahřívání.
• Opacifikátory z oxidů kovů integrované do matrice aerogelu působí jako lapače kyselin, neutralizují stopy kyselých látek, které mohou pronikat filmem z degradovaného elektrolytu.
• Custom Airgel Flame Retardant Packaging Film může být formulován s tenkou vrstvou hliníkové fólie, která slouží jak jako plynová bariéra, tak jako dodatečný štít proti plameni, aniž by došlo k ohrožení celkového lehkého profilu.

Integrační strategie se systémy tepelného managementu

V bateriových sadách pro elektromobily je aerogelová fólie zpomalující hoření zřídka používána jako samostatné řešení; místo toho doplňuje kapalinové chladicí desky, materiály s fázovou změnou a kanály chlazení vzduchem. Běžná konstrukce umísťuje aerogelový film jako obal kolem jednotlivých prizmatických buněk nebo jako mezivrstvové separátory mezi řadami buněk, které směrují teplo směrem k chladicímu rozhraní a současně brání bočnímu šíření plamene. Stlačitelná povaha fólie umožňuje její kombinaci s tepelnými podložkami vyplňujícími mezeru, které odvádějí teplo do chladicího systému, zatímco vrstva aerogelu blokuje tepelné přeslechy. Výrobci mohou specifikovat vyseknuté vzory s přesnými výřezy a štěrbinami, které vyhovují připojení přípojnic a ventilačním prvkům, což umožňuje bezproblémovou integraci do automatizovaných montážních linek. Schopnost dodávat tyto zakázkově upravené role přímo ze specializovaného zpracovatelského zařízení zajišťuje, že návrháři obalů mohou obdržet komponenty připravené k instalaci namísto surového archového materiálu, což snižuje riziko zpracování a kvality na místě.