Emballement thermique : une entreprise allemande tente de le maîtriser

Le développement rapide de la mobilité électrique apporte non seulement des progrès, mais aussi des défis. L’un de ces défis est la sécurité des batteries au lithium-ion, en particulier à des densités d’énergie plus élevées. Freudenberg Sealing Technologies a présenté une solution qui pourrait considérablement réduire le risque de surchauffe thermique des batteries, connue sous le nom de « Thermal Runaway » (emballement thermique).

Associée à la prévision d’une augmentation des voitures électriques sur les routes d’ici 2030, les constructeurs automobiles du monde entier travaillent à améliorer les performances et l’autonomie de leurs véhicules. Une clé pour y parvenir est l’utilisation de batteries plus puissantes. Cependant, avec l’augmentation de la densité d’énergie des batteries au lithium-ion, le risque de surchauffe thermique augmente également. Ce processus d’auto-chauffage auto-renforçant peut provoquer l’inflammation ou même l’explosion d’une cellule de batterie, représentant un risque majeur pour la sécurité.

FST : « 3D Thermal Barriers » pour contrôler le « emballement thermique » des batteries

Pour faire face à ce problème, Freudenberg Sealing Technologies a développé les « 3D Thermal Barriers ». Andrew Espinoza, vice-président mondial de la technologie au sein de la division Oil Seals Powertrain & Driveline chez Freudenberg, a expliqué que ces barrières sont disponibles dans des géométries 3D flexibles sur mesure. Elles peuvent être utilisées à différents endroits à l’intérieur de la batterie et permettent l’intégration d’autres composants.

Ces « Thermal Barriers » (barrières thermales) agissent comme des couches de protection qui ralentissent ou même empêchent la propagation de la chaleur et des flammes dans la batterie. Elles améliorent ainsi la sécurité et réduisent le risque de « Thermal Runaway » et de « Thermal Propagation » (propagation thermique et emballement thermique). Selon le fournisseur de l’industrie automobile, l’introduction de cette variante 3D de barrières ouvre de nouvelles possibilités d’application. Elles peuvent être fabriquées à l’aide de techniques de fabrication modernes telles que le moulage par injection et l’extrusion dans des géométries tridimensionnelles personnalisées. Elles peuvent notamment servir de joints profilés, de séparateurs de modules ou de couvercles pour différentes composantes de batterie.

Un avantage supplémentaire de cette technologie est que les géométries 3D fabriquées sont légères et n’affectent que très peu le poids total de la batterie. L’entreprise a développé des matériaux résistants à la chaleur qui sont à la fois électriquement et thermiquement isolants. Des tests ont montré que ces matériaux peuvent résister à des températures allant jusqu’à 1200 °C. Cette résistance à la chaleur est obtenue grâce à leur composition spéciale, qui les protège également contre les impacts de particules.

« Les barrières thermiques tridimensionnelles et les matériaux utilisés ont été soumis à des tests approfondis dépassant largement les normes requises. Ils ont démontré leur performance et leur fiabilité exceptionnelles non seulement dans les tests en laboratoire mais aussi dans les tests de systèmes de batterie. Les produits répondent aux normes de qualité les plus élevées, sont certifiés UL 94 V-0 et sont déjà utilisés avec succès dans les premières productions en série de l’industrie automobile », déclare Andrew Espinoza.

Crédit image : @Freudenberg Sealing Technologies