Аналіз застосування і функціонування високосиліконової кисневої тканини у батарейних блоках нових джерел енергії

1. Вступ

З розвитком нової енергетичної промисловості безпека та оптимізація характеристик аккумуляторних батарей стали головними питаннями уваги відраслі. Як ключовий компонент електромобілів, теплова система керування батареї, її ізоляційна захистна функція та конструкційна міцність напряму впливають на тривалість життя та безпеку батареї. Волокниста тканина з високим вмістом кремнію, як високоякісний органічний матеріал, грає важливу роль у батареях нового типу завдяки своїм винятковим властивостям опору високим температурам, електричній ізоляції та вогнестойкості.

2. Характеристики високосиліконової тканини

Тканина з високим вмістом кремнію сплетена з волокон високочистого сірка (SiO₂≥96%) і має такі ключові характеристики:

Стійкість до високих температур: може витримувати температури вище 1000℃ протягом довгого часу, а короткострокова температурна стійкість досягає 1600℃, що значно перевершує показники звичайного скляного волокна.

Відмінна ізоляційна властивість: Висока опору, придатна для захисту ізоляції високовольтних батарейних систем.

Низька теплопровідність: Ефективно зменшує теплову провідність та покращує можливості термального управління батарейного блоку.

Хімічна стійкість: Основна стійкість до кислоти та щелочі, придатна для складних умов роботи та середовищ.

Пожежновідпірний та запалювальний: Не палиться, без диму, безтоксичний та відповідає стандартам безпеки батареї (наприклад, UL94 V0).

3. Застосування високосиліконової кисневої тканини у батареях нового енергетичного типу

3.1 Термічна захиста батареї та теплозберігання

Під час зарядки і розрядки енергетичних батарей видається велика кількість тепла. Якщо тепло накопичується, це може призвести до термічного бігунства. Високосиліконова киснева тканина може використовуватися для:

Теплового шару між модулями батареї: Зменшує передачу тепла між батарейними комірками та запобігає розповсюдженню тепла.

Протизапалювального бар'єру батареї: Обгортування високосиліконовою кисневою тканиною зсередини або ззовні батарейного блоку, щоб затримати поширення пламені та підвищити безпеку.

3.2 Захищаюча високовольтна ізоляція

Нові енергетичні батарейні пакети зазвичай використовують високовольтні системи (400В\800В), і захист від ізоляції є надзвичайно важливим. Високосильна кисенька тканина може використовуватися для:

Ізоляція електродних листів батареї: Забороняє коротке замикання між додатними та від'ємними електродами.

Обгортування високовольтних проводів: Покращує ізоляцію, щоб зменшити ризик високовольтного пробиття.

3.3 Структурне закріплення та амортизація

Високосильна кисенька тканина може поєднуватися з складними матеріалами та використовуватися для:

Підсилення оболонки акумуляторної батареї: Повышає опору до ударів та механічну міцність.

Амортизуючий і поглинаючий шоки шар: Зменшує вплив коливань автомобіля під час експлуатації на батарею.

3.4 Безпека від вогню та захист від термального розбігу

У екстремальних випадках (наприклад, термальний розбіг батареї), високосиліконова кисенька може:

Затримувати поширення вогню та забезпечувати час для евакуації пасажирів.

Зменшити вивільнення токсичних газів і покращити безпеку.

4. Порівняння високосиліконового кислородного полотна з іншими матеріалами

5. Випадки застосування на ринку

Tesla: Деякі моделі використовують високосиліконові оксидні композитні матеріали як шар вогонезапобіжного батарейного блоку.

CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited): Застосування розв'язків ізоляції з високосиліконової кислородної тканини у батарейних блоках з високою енергетичною щільністю.

BYD: Батарейний блок Blade використовує високосиліконову кислородну тканину для підвищення захисту безпеки.

6. Майбутні тенденції розробки

Зростання енергетичної щільності батарей призведе до більш суворих вимог до матеріалів безпеки. Високосиліконова кислородна тканина має перспективу подальшого розвитку у наступних напрямках:

Покращення легковагітності: Комбінація з матеріалами, такими як карбонове волокно, для зменшення ваги.

Розумна інтеграція: Об'єднана з датчиками для досягнення реального часового моніторингу температури.

Оптимізація витрат: Зниження цін та збільшення популярності через масове виробництво.

7. Висновок

Високосиліконова кисенька, завдяки своїй видатній високотемпературній стійкості, електроізоляції та вогнестійкості, грає ключову роль у батарейних блоках нових джерел енергії, ефективно покращуючи безпеку батареї та можливості термального управління. У зв'язку з постійним підвищуванням стандартів безпеки у галузі електромобілів перспективи застосування високосиліконової кисеньки стануть ще ширшими. У майбутньому, шляхом оптимізації матеріалу та покращення процесів, очікується подальше збільшення його вартості та проникнення на ринок.