L'avenir de la transition énergétique commence par un boîtier de batterie plus sûr

Le stockage d'énergie par batterie joue un rôle crucial dans la transition énergétique mondiale. Il assure un approvisionnement stable en électricité à partir de sources d'énergie renouvelables et soutient l'électrification en vue de la décarbonisation dans de nombreux secteurs. Au fur et à mesure de son adoption, les défis liés à la sécurité et à la fiabilité se multiplient.

Les batteries contiennent souvent des composants réactifs, tels que du lithium métal et des électrolytes inflammables. Un dommage physique ou une défaillance électrique peut déclencher un événement potentiellement catastrophique. En bref, l'emballement thermique, les courts-circuits internes, les dommages mécaniques et la surchauffe présentent de graves risques, notamment d'incendie, d'explosion et de libération de matières dangereuses. Pour atténuer ces risques, il est essentiel de disposer de boîtiers de batterie robustes qui protègent physiquement les cellules, gèrent la chaleur et contiennent les défaillances potentielles, jouant ainsi un rôle central dans la sécurité et les performances globales des systèmes de stockage d'énergie.

Arlon® 3160XT surpasse les tests de sécurité

Conscient du rôle critique des boîtiers de batterie, Greene Tweed a effectué des tests rigoureux sur Arlon® 3160XT, son matériau PEEK réticulé et renforcé par du verre, par rapport à un matériau PEEK standard, en utilisant le test Torch and Grit (TaG) conformément aux normes UL 2596. Ce test est largement reconnu et utilisé comme test de sélection normalisé pour évaluer les performances des matériaux des boîtiers de batterie. Il simule les conditions extrêmes d'abus et de défaillance auxquelles un boîtier de batterie serait confronté lors d'un emballement thermique, ce qui le rend essentiel pour valider la sécurité et la résistance des boîtiers de batterie.

Ce test utilise un chalumeau spécialement conçu pour fournir une quantité de chaleur mesurée avec précision, soit une température de flamme de 1 200 °C et une énergie thermique de 3 kW (10 000 BTU/h), tout en distribuant une quantité prédéterminée de gravillons pour simuler les particules provenant d'une défaillance de la batterie. Au cours du test, chaque échantillon est exposé à la flamme du chalumeau pendant 15 secondes, suivies de 5 secondes supplémentaires de gravillons et de flamme combinés. Ce cycle de 20 secondes est répété 10 fois ou jusqu'à la rupture de l'échantillon. Au point de rupture, la température finale de la surface de l'autre côté de l'échantillon est enregistrée, ce qui donne une idée des performances du matériau dans des conditions extrêmes.

L'Arlon® 3160XT a largement surpassé le PEEK standard dans ces tests, montrant une meilleure performance de protection thermique avec une augmentation de 38% du temps de rupture et une réduction de 18% de la température de surface au point de rupture, par rapport au PEEK standard. Cette température de surface plus froide signifie que beaucoup moins de chaleur est transférée aux composants voisins.(Veuillez vous référer à l'encadré ci-dessous pour une explication scientifique)

En fait, 90 % de chaleur en moins est transférée de la surface arrière du coupon d'essai à un second thermocouple qui est décalé d'une certaine distance pour représenter un composant interne dans un boîtier. "La réduction de la température de surface réduit considérablement le transfert de chaleur radiative vers les composants intérieurs en cas d'emballement thermique", a déclaré Sam Hippe, ingénieur en développement de produits thermoplastiques.

Échantillons testés jusqu'à la rupture : Arlon® 3160XT présente une taille de trou plus petite sans fusion autour de celui-ci et une zone affectée par la chaleur réduite, ce qui indique une performance thermique améliorée par rapport au PEEK standard.

Il est essentiel de choisir les bons matériaux pour les boîtiers de batterie afin de garantir la sécurité, la durabilité et les performances. Les matériaux doivent trouver un équilibre entre la solidité, la résistance au feu, l'isolation électrique et le poids pour protéger les cellules dans diverses conditions. Les matériaux avancés comme l'Arlon® 3160XT offrent une solution de haute performance, combinant la durabilité du poids léger, la résistance à la corrosion et des propriétés d'isolation électrique supérieures, permettant des conceptions plus sûres et plus efficaces tout en soutenant les demandes de batteries en évolution des véhicules électriques, du stockage en réseau et d'autres applications.

Advancing Battery Safety Together
Chez Greene Tweed, nous combinons des décennies d'expertise industrielle avec une ingénierie innovante pour fournir des matériaux qui répondent aux exigences les plus strictes. Que vous développiez des solutions de pointe pour des technologies de batteries ou de stockage d'énergie, nos matériaux avancés peuvent contribuer à optimiser les performances et à renforcer la sécurité.

Qu'il s'agisse de conceptions personnalisées adaptées à vos besoins uniques ou de matériaux éprouvés tels que l'Arlon® 3160XT, nous nous engageons à vous aider à atteindre vos objectifs. Contactez-nous dès aujourd'hui pour savoir comment Greene Tweed peut soutenir vos projets de batteries et contribuer à votre succès.

Comprendre la science
Le transfert de chaleur par rayonnement dépend de la température de la surface à la puissance 4 (q = σT⁴A). Une petite baisse de la température de surface peut réduire considérablement la quantité de chaleur rayonnée. Dans ce cas, l'Arlon® 3160XT a réduit le transfert de chaleur par rayonnement de 90 %, ce qui lui permet de mieux protéger les composants internes en cas d'événements thermiques.