¿Qué tipo de espuma se utiliza en las celdas de las baterías de energía?

En las celdas de batería de los vehículos eléctricos de nueva energía (VEE), la espuma actúa como amortiguador térmico cuando las celdas se expanden y contraen debido al calor. Cuando las celdas experimentan una fuga térmica, la espuma previene la transferencia de calor y posee propiedades ignífugas. En el paquete de baterías, ubicado debajo de la placa de refrigeración líquida o junto a las tapas superior e inferior de la caja, la espuma proporciona soporte y amortigua los impactos. También puede utilizarse como anillo de sellado de la batería. Los materiales de espuma desempeñan un papel fundamental para garantizar la seguridad, la gestión térmica y la ignifugación de los paquetes de baterías.

¿Por qué la espuma es fundamental en las baterías de energía de los vehículos eléctricos de nueva generación?

·Aislamiento térmico y seguridad:Evita la transferencia de calor entre celdas, retrasando la fuga térmica y reduciendo los riesgos de incendio.

·Absorción del estrés: Las celdas de la batería se expanden y contraen durante el funcionamiento. La espuma absorbe la tensión mecánica, lo que previene el daño a las celdas y prolonga la vida útil de la batería.

·Retardancia de llama:Las espumas de alto rendimiento (por ejemplo, silicona UL94 V-0) ralentizan la propagación del fuego, lo que proporciona un tiempo de escape crítico en caso de incidentes térmicos.

·Sellado e impermeabilización: Garantiza protección IP67/IP68, manteniendo la humedad y el polvo fuera de los paquetes de baterías.

Amortiguación de vibraciones y soporte estructural:Reduce las vibraciones de los impactos en la carretera, protegiendo la integridad de la batería y mejorando el NVH (ruido, vibración y aspereza) del vehículo.

Tipos de espuma comúnmente utilizados entre las celdas de las baterías

1. Espuma de poliimida (espuma PI)

Beneficios de la espuma de poliimida:Conductividad térmica extremadamente baja (<0,033 W/m·K), excelente resistencia al fuego (autoextinguible) y estabilidad a altas temperaturas.

Aplicaciones comunes:Se utiliza para el aislamiento térmico entre celdas y previene la propagación de fugas térmicas. También absorbe la tensión causada por la expansión y contracción de las celdas durante los ciclos de carga y descarga.

2. Espuma de silicona

Beneficios de la espuma de silicona: Alta resistencia al fuego (UL94 V-0), impermeable y excelente resistencia a la compresión.

Aplicaciones comunes:Se utiliza para sellar baterías, soportar placas de refrigeración líquida y amortiguar las celdas. Ya está disponible la espuma de silicona ultrafina (de hasta 0,6 mm), que ofrece soluciones ligeras y altamente ignífugas.

3. Espuma de poliuretano (espuma de PU)

Beneficios de la espuma de poliuretano: Baja dureza con alto rebote, buena absorción de impactos y durabilidad.

Aplicaciones comunes:Se utiliza en baterías de iones de litio prismáticas y de paquete blando para amortiguamiento estructural y amortiguación de vibraciones.

4. Espuma de etileno-acetato de vinilo (EVA)

Beneficios de la espuma EVA:Buenas propiedades de amortiguación y aislamiento, rentable.

Aplicaciones comunes:Se utiliza a menudo en estructuras de soporte de paquetes de baterías y capas de absorción de impactos.

5. Espuma de poliuretano microcelular (serie Norseal® PF)

Beneficios de la espuma de poliuretano microcelular: Resistencia a la compresión a largo plazo, alta resistencia al fuego y estabilidad térmica.

Aplicaciones comunes: Ideal para diseños de paquetes de baterías flexibles que requieren tanto amortiguación como gestión térmica.

Consideraciones clave a tener en cuenta a la hora de elegir espuma para asientos de automóviles

Mientras que la espuma en las baterías se centra en la seguridad y la gestión térmica, la espuma para asientos de automóviles prioriza la comodidad y la durabilidad. Los factores clave incluyen:

·Densidad y firmeza: La espuma de alta densidad ofrece un mejor soporte, mientras que la espuma más suave aumenta la comodidad. Los autos deportivos suelen usar espuma más firme para un mejor soporte corporal, mientras que los vehículos de lujo prefieren la espuma más suave para una sensación de confort.

·Tipo de material: Los diferentes tipos de materiales tienen diferentes efectos. Por ejemplo:

 Espuma de poliuretano (PU): El más común, equilibra comodidad y costo.

 Espuma viscoelástica: Se adapta a la forma del cuerpo, reduciendo la fatiga en viajes largos.

 Espuma de látex: Natural, transpirable y duradero, pero más caro.

Transpirabilidad y resistencia al calor: Las espumas de celdas abiertas mejoran el flujo de aire, reduciendo la acumulación de sudor en verano. Algunos asientos incorporan capas de gel refrescante para mayor comodidad.

·Longevidad y resistencia a la compresión:La espuma de alta calidad resiste la flacidez con el tiempo y mantiene la forma del asiento incluso después de años de uso.

Conclusión

Los materiales de espuma son indispensables en las baterías de energía de los vehículos eléctricos de nueva generación (VNE), ya que garantizan la seguridad térmica, la estabilidad mecánica y la longevidad. Las espumas de poliimida, silicona y poliuretano predominan debido a su resistencia al fuego, absorción de tensiones y propiedades de sellado. Por otro lado, en los asientos de automóviles, la selección de espumas se centra en la comodidad, la durabilidad y el soporte ergonómico. A medida que la tecnología de los VNE evoluciona, las espumas avanzadas seguirán mejorando tanto la seguridad de la batería como la comodidad de los pasajeros, impulsando el futuro de la movilidad eléctrica.