08.05.2023 by Aileen Sammler
Muovien merkitys akkujen energiavarastointitoiminnolle
Muoveja on käytetty laajalti autoteollisuudessa jo vuosikymmeniä, ja niitä käytetään yhä enemmän myös akuissa: Niitä on käytetty koteloissa, kaapeleissa ja liittimissä alusta alkaen, mutta niiden lisääntyneen käytön myötä energiavarastoinnissa ne ovat nyt ratkaiseva tekijä sähköisen liikkuvuuden yleistymisessä.
Muovien rooli energian varastoinnissa
Akuissa käytetyt materiaalit ja rakennusperiaatteet määräävät ensisijaisesti niiden energian varastointitoiminnon. Muoveilla on tässä merkittävä rooli, vaikka niitä ei voida käyttää suoraan sähköjohtimina. Niitä käytetään akun rakenteessa eristeenä, erotusmateriaaleina, koteloina ja elektrolyyttikalvoina, mikä lisää osaltaan akun kemiallista vakautta ja käyttöikää sekä varmistaa turvallisen ja tehokkaan toiminnan.
Yksi esimerkki ovat litiumioniakut, joita käytetään lukuisissa sovelluksissa, kuten älypuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, sähköajoneuvoissa ja energian varastointijärjestelmissä. Litiumioniakkujen katodit ja anodit päällystetään usein muovilla, jotta varmistetaan eristys ja pitkäaikainen suoja ei-toivottuja kemiallisia reaktioita ja korroosiota vastaan. Liikkuvuusalalla vaatimukset keskittyvät myös lämmönkestävyyteen.
Akuissa käytetään erilaisia muoveja, joilla kaikilla on erilaiset varastointitehtävät. Seuraavassa luodaan katsaus tärkeimpiin muoveihin ja niiden tehtäviin:
Thermal Analysis Devices and Rheometers by NETZSCH auttavat määrittämään akuissa käytettävien muovien ihanteelliset ominaisuudet
Tässä muutamia esimerkkejä:
Lämpöanalyysia käytetään muovien lämpöominaisuuksien, kuten sulamislämpötilan, lasittumislämpötilan, kiteytymislämpötilan ja lämmönjohtavuuden kuvaamiseen. Esimerkiksi sulamislämpötilalla, joka voidaan mitata DSC:llä (Differential Scanning Calorimetry), on tärkeä rooli akun erottimien kehittämisessä. Jos erotin sulaa korkeissa lämpötiloissa ja elektrodit menevät oikosulkuun, tämä voi johtaa lämpöreaktioon ja akun käyttölämpötilan nousuun. Käyttölämpötilan nousu voi vaikuttaa akun suorituskykyyn ja käyttöikään kiihdyttämällä kemiallisia reaktioita akussa ja nopeuttamalla elektrolyytin hajoamista.
Termogravimetrista analyysia (TGA ) käytetään muovien stabiilisuuden testaamiseen niiden käyttöalueen kohonneissa lämpötiloissa.
Dynaamis-mekaanista analyysia (DMA ) voidaan käyttää ennustamaan pitkän aikavälin suorituskykyä huoneenlämmössä tai korotetuissa lämpötiloissa.
Reologiset tutkimukset auttavat määrittämään akuissa käytettävien muovien ihanteelliset ominaisuudet. Analysoimalla materiaalien virtauskäyttäytymistä voidaan luonnehtia muovien viskositeettia, kimmoisuutta ja plastisuutta. Esimerkiksi viskositeetti on olennainen tekijä elektrodien pinnoitteiden kehittämisessä, sillä se vaikuttaa siihen, kuinka tasaisesti pinnoite levittyy ja kuinka hyvin se tarttuu.
Akkusovellukset NETZSCH Analyzing & Testing
NETZSCH Analyzing and Testingin kattavan lämpöanalyysilaitteiden ja reometrien tuotevalikoiman avulla autamme sinua määrittämään ja valitsemaan täydelliset materiaalit akkuusi. Asiantuntijoillamme on vuosikymmenten kokemus, ja he löytävät yhdessä kanssasi oikean ratkaisun yksilölliseen sovellukseesi.
