Zadaj pytanie
Automatyzacja procesów, Branża automotive, Baterie samochodowe

Komponenty z EPP w produkcji baterii litowo-jonowych do samochodów elektrycznych – zastosowania i korzyści

30 grudnia 2020

Producenci samochodów elektrycznych najczęściej wybierają akumulatory litowo-jonowe (Li-Ion), gdyż pozwalają one przejechać więcej kilometrów w porównaniu do innych technologii. Choć w tym przypadku nie występuje efekt pamięci, a żywotność LITOWO-JONOWYCH baterii samochodowych jest duża, powinny być eksploatowane w odpowiednich warunkach.

Czym są baterie litowo-jonowe i jak je chronić?

Baterie litowo-jonowe po raz pierwszy zastosowano do zasilania kamer na początku lat 90. i od tamtego czasu zaczęły się szybko rozpowszechniać. Ich sporą przewagą w stosunku do baterii wodorkowych czy niklowo-kadmowych jest większa gęstość energii. Oznacza to, że są w stanie przechować jej więcej w przeliczeniu na każdy kilogram ogniwa. Ponadto ta technologia ma jeszcze spory potencjał rozwoju – ocenia się, że tego typu baterie już za dekadę będą w stanie magazynować dwu- lub trzykrotnie więcej energii, do 300-350 Wh/kg.

Jednocześnie ich produkcja jest relatywnie tania. Baterie litowo-jonowe są bardzo trwałe i żywotne, jednak niesprzyjające warunki eksploatacji czy przechowywania mogą skrócić czas ich eksploatacji lub nawet doprowadzić do ich awarii. Są one wrażliwe szczególnie na skrajne temperatury, przed którymi chronią je między innymi montowane w samochodach nowoczesne układy chłodzenia i podzespoły z innowacyjnych pianek izolacyjnych z ekspandowanego polipropylenu (EPP).

Zobacz też: Know-how w dziedzinie rozwoju tworzyw i formowania wtryskowego – ponad 30 lat doświadczenia Knauf Industries Automotive

 

Jak działają akumulatory litowo-jonowe? BudowaI BEZPIECZEŃSTWO baterii LI-Ion w samochodzie elektrycznym 

Komponenty EPP
Komponenty z EPP w budowie akumulatora do samochodu elektrycznego

Stosowane w bateriach samochodów elektrycznych ogniwa litowo-jonowe posiadają dwie elektrody – dodatnią i ujemną. Są one rozdzielone elektrolitem w formie cieczy, żelu lub ciała stałego, którego funkcją jest przenoszenie ładunków między nimi. Dostępne na rynku baterie litowo-jonowe mogą się różnić składem chemicznym i konstrukcją, jednak we wszystkich przypadkach nośnikiem ładunku są jony litu. Ich producenci wciąż pracują nad zwiększeniem gęstości energii, poszerzeniem zakresu temperatury pracy, skróceniem czasu ładowania czy przede wszystkim bezpieczeństwem użytkowania.

Chodzi o to, by nie dopuścić do nadmiernego wzrostu temperatury elektrolitu, czemu zapobiegają specjalne domieszki, aktywne układy chłodzenia w samochodzie czy też stosowane w budowie akumulatora innowacyjne izolatory. Aby zapobiec potencjalnemu zagrożeniu zamiast dużych akumulatorów w samochodach elektrycznych montuje się zestawy nawet kilku tysięcy małych ogniw litowo-jonowych, które są odizolowane od innych podzespołów. W ten sposób nawet jeśli dojdzie do awarii jednego z nich, nie dochodzi do dalszej emisji ciepła czy zwarć elektrycznych między poszczególnymi celami. Zestawy są ponadto montowane w samochodach w taki sposób, aby były jak najmniej narażone na uszkodzenia. 

Czytaj więcej: Rodzaje akumulatorów do samochodów elektrycznych - który z nich jest najlepszy?

Jak ZWIĘKSZYĆ WYTRZYMAŁOŚĆ baterii LITOWO-JONOWYCH w samochodzie elektrycznym?

Komponenty z EPP w budowie akumulatora do samochodu elektrycznego.
Z tworzywa EPP produkowane są także specjalne pojemniki transportowe na baterie samochodowe i wrażliwą elektronikę

Żywotność baterii w samochodach elektrycznych na ogół szacuje się na 10 lat eksploatacji, co daje około 2500-3500 cykli ładowania. W zależności od zastosowanych technologii i sposobu użytkowania czas ten może być nawet dłuższy. Po pierwsze, nie należy dopuszczać do całkowitego rozładowania akumulatora. Samochód pobiera energię nie tylko podczas jazdy, ale także w czasie postoju. Wielomiesięczna przerwa w użytkowaniu może skutkować nawet uszkodzeniem akumulatora. Dlatego, aby uniknąć ponoszenia kosztów wymiany baterii w samochodzie elektrycznym,  powinien powinno się je co jakiś czas ładować, nawet podczas gdy nie używamy samochodu.

Z drugiej strony akumulatora litowo-jonowego nie należy ładować w 100%. Zalecany poziom naładowania baterii mieści się w przedziale 20-80%. Na stan akumulatora najlepiej wpływa ładowanie z niewielką mocą. Korzystanie ze stacji szybkiego ładowania samochodów elektrycznych wysokiej mocy skraca żywotność baterii.

Kolejnym ważnym czynnikiem jest temperatura – zarówno upały, jak i mrozy źle wpływają na kondycję baterii litowo-jonowej. Dopuszczalny zakres temperatur ich pracy wynosi od 0 do 45°C, przy czym wskazane jest  by ta druga wartość nie przekraczała 30°C. Dlatego tak duże znaczenie dla stanu baterii mają zastosowane w jej konstrukcji materiały izolacyjne. Z bardzo przyszłościowych warto wyróżnić spieniony polipropylen EPP, który już dziś znajduje zastosowanie zarówno jako surowiec do produkcji opakowań ochronnych na baterie, jak i komponentów izolacyjnych w zestawach akumulatorowych.

Spieniony polipropylen – innowacyjna izolacja akumulatora

Stosowane w samochodach baterie litowo-jonowe są wrażliwe zarówno na czynniki termiczne, jak i mechaniczne, dlatego muszą być przechowywane, transportowane i eksploatowane w warunkach zapewniających ich jak najdłuższą żywotność. Materiałem, który okazał się szczególnie skuteczny we wszystkich tych zastosowaniach, jest spieniony polipropylen (EPP). Doskonale sprawdził się przy produkcji opakowań do transportu baterii, gdyż posiada doskonałe właściwości termoizolacyjne i skutecznie chroni zawartość przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Dostosowane do wymagań branży automotive opakowania Komebac® mogą być pod każdym względem dopasowane do kształtu i wymiarów baterii litowo-jonowych oraz posiadać specjalne ochronne wkładki. W ten sposób baterie są zabezpieczone w 100% - nie tylko przed przenikaniem ekstremalnych temperatur podczas transportu, ale także wilgocią i wstrząsami. Materiał doskonale pochłania uderzenia, nie ulega rozpadaniu się czy odkształceniom. Wszystko to spowodowało, że znalazł teraz zastosowanie także przy produkcji baterii, jako surowiec do wytwarzania samochodowych zestawów akumulatorowych. Obecnie produkuje się z niego separatory cel akumulatorowych, specjalne izolacje oraz szyny mocujące. Pianka EPP jest również doskonałym izolatorem elektrycznym, dzięki czemu skutecznie zapobiega niekontrolowanemu przepływowi prądu pomiędzy celami i awarii akumulatora.    

Potrzebujesz wsparcia?

Zadaj pytanie.

Polityka Cookie

Ta strona używa plików cookie. Kontynuując przeglądanie witryny, wyrażasz zgodę na używanie przez nas plików cookie.
Dowiedz się więcej | Zamknij

 

Kontakt

Skontaktuj się z nami za pośrednictwem formularza.

Twoja wiadomość zostanie przekazana do naszych ekspertów.