Analýza využití a funkce tkaniny z vysokosilicového vlákna v bateriích nových energetických technologií

1. Úvod

S rychlým rozvojem průmyslu elektrických vozidel se stala optimalizace bezpečnosti a výkonu akumulátorů hlavním tématem ve světě průmyslu. Jako jádrové součásti elektrických vozidel přímo ovlivňují životnost a bezpečnost baterií tepelné řízení, izolační ochrana a strukturní síla bateriového bloku. Vysokosilicová vláknová tkanina jako vysokoúčelný neorganický materiál hraje díky svým vynikajícím vlastnostem odolnosti proti vysokým teplotám, izolaci a ohnivzdornosti důležitou roli v bateriích nových energetických technologií.

2. Charakteristiky vysokosilicové tkaniny

Tkanina z vysokosilických vláken je tkáná z vláken vysoké čistoty síry (SiO₂≥96%) a má následující klíčové vlastnosti:

Odolnost vůči vysokým teplotám: Může vydržet teploty nad 1000℃ po delší dobu, přičemž krátkodobá odolnost proti teplotě může dosahovat 1600℃, což je daleko více než u běžných skleněných vláken.

Vynikající elektrická izolace: Vysoká elektrická odpornost, vhodná pro izolační ochranu vysokonapěťových bateriových systémů.

Nízká tepelná vodivost: Efektivně snižuje tepelné vedení a posiluje schopnost termálního řízení bateriového bloku.

Chemická stabilita: Odolná vůči kyselinnému a zásaditému korozi, vhodná pro složité pracovní podmínky a prostředí.

Oheňodolné a protihořlavé: Nehořlavé, bez dýmu, neznečišťující a odpovídá bezpečnostním normám pro baterie (např. UL94 V0).

3. Aplikace vysokosilikonového kyslíkového plátna v bateriích nových zdrojů energie

3.1 Termonízkonné ochrana a tepelná izolace baterií

Během procesu nabíjení a vypouštění elektřiny akumulátory vyvíjejí velké množství tepla. Pokud se teplota sbírá, může to vést ke termálnímu běhu. Vysokosilikonové kyslíkové plátno lze použít pro:

Izolační vrstvu mezi baterickými moduly: Snižuje přenos tepla mezi články baterií a brání se šíření tepla.

Bariéra proti požáru bateriového bloku: Obalení vysoko-silicovou oxidní látkou uvnitř nebo vně bateriového bloku zpomaluje šíření plamenů a zdokonaluje bezpečnost.

3.2 Vysokonapěťová izolační ochrana

Bateriové bloky nové energie obvykle používají vysokonapěťové systémy (400V/800V) a izolační ochrana je nezbytná. Vysoko-silicová oxidní látka může být použita pro:

Isolace bateriového elektrodu: Brání krátkým spojům mezi kladným a záporným elektrodami.

Obalení vysokonapěťového drátu: Zlepšuje izolaci a snižuje riziko vysokonapěťového průboje.

3.3 Strukturní posilování a ochrana před nárazy

Vysokosilicikátová kyslíková plachta může být kombinována s kompozitními materiály a použita pro:

Posilování obalu baterií: Zvyšuje odolnost vůči dopadům a mechanickou sílu.

Amortizační a tlumivá vrstva: Snižuje vliv vibrací vozidla během jeho provozu na baterii.

3.4 Požární bezpečnost a ochrana před termálním během

V extrémních případech (například termické únik baterie) může vysokosilikonová kyslíková tkanina:

Zpomalit šíření požáru a poskytnout cestujícím čas k útěku.

Snížit uvolňování toxických plynů a zvýšit bezpečnost.

4. Porovnání vysokosilikonové kyslíkové tkaniny s jinými materiály

5. Případy tržní aplikace

Tesla: Některé modely používají materiály na bázi vysokosilicového oxidního kompozitu jako vrstvu odolnou proti hoření baterií.

CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited): Použití řešení izolačního plátna s vysokým obsahem kyslíku a síry v batohách s vysokou energetickou hustotou.

BYD: Batoh s čepelovitou baterií používá plátno s vysokým obsahem kyslíku a síry, aby zvýšil bezpečnostní ochranu.

6. Budoucí vývojové trendy

S rostoucí energickou hustotou baterií se požadavky na bezpečnostní materiály stanou přísnějšími. Plátno s vysokým obsahem kyslíku a síry by mělo dále rozvíjet ve sledujících směrech:

Zlehčení: Kombinováno s materiály jako uhlíková vlákna pro snížení hmotnosti.

Inteligentní integrace: Kombinováno s senzory pro dosažení reálně časového tepelného monitorování.

Optimalizace nákladů: Snížení cen a zvýšení popularitu prostřednictvím masové výroby.

7. Závěr

Vysokosiliconová kyslíková plachta, díky své vynikající odolnosti vůči vysokým teplotám, izolaci a ohnivzdornosti, hraje klíčovou roli v bateriových balenech nových zdrojů energie, efektivně zvyšuje bezpečnost baterií a schopnosti správy tepla. S postupným zdokonalováním bezpečnostních standardů v automobilovém průmyslu nových zdrojů energie se očekává ještě širší využití vysokosiliconové kyslíkové plachty. V budoucnu, prostřednictvím optimalizace materiálů a zlepšení procesu, by měla její cena a úroveň tržní proniknutí dále narůst.