Analyse der Anwendung und Funktion von Hochsiliziumsauerstoffgewebe in Akkupacks für erneuerbare Energie

1. Einführung

Mit der raschen Entwicklung der Elektromobilität stehen die Sicherheit und die Leistungsoptimierung von Akkus im Fokus der Branche. Als zentrales Bauelement elektrischer Fahrzeuge beeinflussen die thermische Verwaltung, die Isolierung und die strukturelle Stabilität des Batteriepaks direkt Lebensdauer und Sicherheit der Batterie. High-Silica Fiber Cloth, ein hochleistungsfähiges anorganisches Faser-Material, spielt aufgrund seiner hervorragenden Hochtemperatur-, Isolations- und Feuerbeständigkeitseigenschaften eine wichtige Rolle in Akkupaketen für Elektrofahrzeuge.

2. Eigenschaften des High-Silica-Gewebes

High-Silica-Gewebe wird aus hochreinen Siliciumdioxid-Fasern (SiO₂≥96%) gewirkt und weist folgende wesentliche Eigenschaften auf:

Hochtemperaturbeständigkeit: Es kann Temperaturen über 1000°C dauerhaft aushalten, wobei die kurzzeitige Temperaturbeständigkeit bis zu 1600°C reicht, was deutlich höher liegt als bei herkömmlichen Glasfasern.

Herausragende Isolationseigenschaften: Hohe Widerstandsfähigkeit, geeignet für den Isolierungsschutz von Hochspannungsbatteriesystemen.

Niedrige Wärmeleitfähigkeit: Reduziert effektiv die Wärmekonduktion und verbessert die Thermomanagement-Fähigkeit des Batteriepakets.

Chemische Stabilität: Bestandsfähig gegen Säure- und Alkalicorrosion, geeignet für komplexe Arbeitsbedingungen und Umgebungen.

Feuerfest und Flammschutz: Nicht brennbar, rauchfrei, nicht toxisch und konform mit Batteriesicherheitsnormen (wie UL94 V0).

3. Anwendung von Hochsiliziumsauerstoffgewebe in Neuen Energiebatteriepaketen

3.1 Batterie thermischer Schutz und Wärmedämmung

Während des Lade- und Entladevorgangs von Akkus wird eine große Menge an Wärme erzeugt. Wenn sich Wärme ansammelt, kann es zu thermischer Ausbruch kommen. Hochsiliziumsauerstoffgewebe kann für folgende Zwecke verwendet werden:

Dämmschicht zwischen Batteriemodulen: Verringert die Wärmeübertragung zwischen den Zellen und verhindert die Wärmeausbreitung.

Brandbarriere für Batteriegehäuse: Einwickeln von Hochsiliziumsauerstoffgewebe innen oder außen im Batteriegehäuse, um die Ausbreitung von Flammen zu verzögern und die Sicherheit zu erhöhen.

3.2 Hochspannungsschutz

Neue Energiespeicher-Packs verwenden typischerweise Hochspannungssysteme (400V\800V), und Isolierungen sind von entscheidender Bedeutung. Hochsiliziumsauerstoffgewebe kann für folgende Zwecke verwendet werden:

Isolation der Batterieelektroden: Verhindert Kurzschlüsse zwischen den Positiv- und Negativpolen.

Verkleidung von Hochspannungsleitungsbündeln: Verbessert die Isolation, um das Risiko eines Hochspannungsausfalls zu reduzieren.

3.3 Strukturverstärkung und Dämpfung

Hochsiliziumsauerstoffgewebe kann mit Kompositmaterialien kombiniert und eingesetzt werden für:

Verstärkung des Akkupackgehäuses: Verbessert die Schlagfestigkeit und die mechanische Stabilität.

Puffer- und Dämpfschicht: Minderung der Auswirkungen von Fahrzeugvibrationen während des Betriebs auf die Batterie.

3.4 Brandschutz und Thermalschutz

In Extremfällen (wie bei thermischer Entladung der Batterie) kann eine hochsilizige Oxydstoffe:

Die Ausbreitung des Feuers verzögern und den Fluchtweg für Passagiere gewährleisten.

Verringern Sie die Freisetzung toxischer Gase und erhöhen Sie die Sicherheit.

4. Vergleich von Hochsiliziumsauerstoffgewebe mit anderen Materialien

5. Markt-Anwendungsfälle

Tesla: Einige Modelle verwenden hochsiliziumhaltige Sauerstoff-Verbundmaterialien als Brandschutzschicht für die Batterie.

CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited): Anwendung von hochsiliziumhaltigen Sauerstoffgewebe-Isierungslösungen in batteriepacks mit hoher Energiedichte.

BYD: Das Blade-Batteriepaket verwendet hochoxidhaltige Siliziumstoffe, um den Sicherheitsschutz zu verbessern.

6. Zukünftige Entwicklungsrichtungen

Mit dem Anstieg der Energiedichte von Batterien wird die Nachfrage nach Sicherheitsmaterialien strenger werden. Hochoxidhaltiges Silizium ist darauf hin entwickelt weiterzuentwickeln in folgende Richtungen:

Gewichtsoptimierung: In Kombination mit Materialien wie Kohlefaser zur Gewichtsreduzierung.

Intelligente Integration: In Kombination mit Sensoren zur Echtzeit-Überwachung der Temperatur.

Kostenoptimierung: Preise senken und Popularität durch Großserienproduktion erhöhen.

7. Schlussfolgerung

Das hochsiliziumhaltige Oxidgewebe, mit seiner herausragenden Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen, Isolation und Brandschutz, spielt eine Schlüsselrolle in Batteriepacks für neue Energiequellen und verbessert die Sicherheit und Thermomanagement-Fähigkeiten der Batterien effektiv. Mit dem stetigen Anstieg der Sicherheitsstandards in der Elektrofahrzeugindustrie werden sich die Anwendungsaussichten des hochsiliziumhaltigen Oxidgewebes weiter erweitern. In Zukunft kann durch Materialoptimierung und Prozessverbesserung erwartet werden, dass sich seine Kosteneffizienz und Marktdurchdringung weiter erhöhen.