Merevolusi Perlindungan Termal pada Baterai Kendaraan Energi Baru

Perkenalan:

Aerogel, bahan padat ringan yang terdiri dari partikel berskala nano, telah mendapat perhatian signifikan karena sifat uniknya dalam berbagai aplikasi.Di bidang kendaraan energi baru, kemampuan isolasi termal aerogel yang luar biasa menjadikannya pilihan ideal untuk melindungi dan menjaga sistem baterai kendaraan listrik.Artikel ini mengeksplorasi fitur luar biasa dari aerogel dan menyoroti perannya dalam meningkatkan keselamatan dan kinerja baterai kendaraan energi baru.

Apa itu Aerogel?

Aerogel adalah bahan padat yang terdiri dari struktur nano yang saling berhubungan dan jaringan nanopori yang dibentuk oleh agregasi partikel nanokoloid.Ia memperlihatkan penampilan seperti asap karena struktur internalnya, yang ditandai dengan ukuran pori-pori yang sangat seragam kira-kira satu juta kali lebih kecil dari roti dan pori-pori yang saling berhubungan di seluruh bahan.Ukuran partikel kerangka aerogel juga sekitar seribu kali lebih kecil dibandingkan partikel tepung, sehingga memberikan struktur unik yang sering disebut sebagai "asap beku".

Karakteristik Utama Aerogel:

1. Konduktivitas termal rendah: Aerogel memiliki konduktivitas termal yang sangat rendah, menjadikannya bahan isolasi yang sangat baik.

2. Ketahanan suhu tinggi: Aerogel menunjukkan ketahanan luar biasa terhadap suhu tinggi, memastikan stabilitas dan efektivitasnya di lingkungan ekstrem.

3. Ringan dan tipis: Aerogel ringan dan dapat diproduksi dalam bentuk tipis, meminimalkan dampaknya terhadap keseluruhan berat dan ukuran sistem baterai.

4. Hidrofobisitas: Aerogel menunjukkan ketahanan air yang sangat baik, melindungi komponen baterai dari masalah terkait kelembapan.

5. Stabilitas dimensi yang unggul: Aerogel mempertahankan bentuk dan ukurannya dalam berbagai kondisi, memberikan stabilitas dan keandalan jangka panjang.

6. Konstruksi ringan: Sifat aerogel yang ringan berkontribusi terhadap pengurangan berat keseluruhan, meningkatkan efisiensi energi kendaraan.

7. Fleksibilitas sedang: Aerogel menampilkan tingkat fleksibilitas yang sesuai, memungkinkannya beradaptasi dengan perluasan dan kontraksi sel baterai selama siklus pengisian dan pengosongan.

Bantalan Insulasi Aerogel untuk Perlindungan Termal Baterai:

Bantalan insulasi aerogel adalah produk komposit yang terdiri dari kain kempa aerogel tipis yang dipadukan dengan film PET/PI.Ia memiliki konduktivitas termal yang rendah pada suhu kamar dan menunjukkan ketahanan api tanpa menghasilkan partikel.Bantalan insulasi aerogel terutama digunakan di ruang antar sel pada selungkup tahan api baterai energi baru.Jika terjadi pelepasan panas dalam satu sel baterai, bantalan tersebut secara efektif mengisolasi panas agar tidak menyebar ke sel yang berdekatan, sehingga menjaga pengoperasian normalnya.Selain itu, bantalan ini memberikan sifat insulasi dan bantalan.

Bantalan Insulasi Baterai untuk Perlindungan Termal:

Bantalan insulasi baterai, terdiri dari sutra pra-oksidasi atau jenis bahan komposit aerogel lainnya, dikemas dengan film polimer tinggi (PET, PI) atau lapisan tahan api, menawarkan kemampuan insulasi dan bantalan termal yang sangat baik.Hal ini terutama digunakan untuk perlindungan termal antara sel-sel baterai lithium-ion, mencegah pelepasan panas dan secara signifikan meningkatkan keselamatan kendaraan energi baru.Ketika peristiwa termal terjadi dalam satu sel, bantalan isolasi aerogel yang ditempatkan di antara sel bertindak sebagai penghalang, mencegah perpindahan panas ke sel di dekatnya, sehingga mencegah efek domino dari pelepasan panas pada baterai.Bantalan insulasi aerogel juga menunjukkan kompresibilitas yang sangat baik, memungkinkannya mengakomodasi perluasan dan kontraksi sel baterai selama siklus pengisian dan pengosongan.

Peran Aerogel dalam Keamanan Baterai Kendaraan Listrik:

Kendaraan listrik sebagian besar mengandalkan baterai lithium-ion sebagai sumber tenaganya.Pelarian termal pada baterai menimbulkan masalah keamanan yang signifikan.Dengan menggunakan bahan insulasi aerogel, keamanan kendaraan energi baru dapat ditingkatkan secara signifikan.Lembar insulasi aerogel, berbahan dasar aerogel silikon dioksida dan substrat serat keramik, digunakan untuk mencegah perpindahan panas antara komponen penghasil panas dan selubung luar sistem baterai.Kempa aerogel menunjukkan konduktivitas termal yang rendah, kinerja isolasi yang sangat baik, dan tidak mudah terbakar.Dibandingkan dengan bahan insulasi tradisional, kempa aerogel hanya memerlukan seperlima hingga sepertiga ketebalannya untuk mencapai tingkat insulasi termal yang sama.Saat ini, banyak produsen baterai otomotif menggunakan kempa komposit aerogel silikon dioksida dalam skala besar sebagai bahan pemisah dalam modul baterai.

Keuntungan Termal Bahan Aerogel:

Penerapan material aerogel pada bidang kendaraan energi baru menawarkan beberapa keunggulan termal, antara lain:

1. Ketahanan api yang sangat baik: Bahan aerogel memberikan suhu pengoperasian optimal untuk baterai litium sekaligus memastikan waktu evakuasi yang berharga jika terjadi kebakaran yang tidak disengaja.

2. Konduktivitas termal yang rendah: Bahan aerogel menunjukkan sifat insulasi termal yang unggul, memungkinkan lapisan insulasi yang lebih tipis dan memaksimalkan pemanfaatan kompartemen baterai.

3. Kemampuan kedap air: Bahan aerogel menawarkan ketahanan air yang luar biasa, memastikan masa pakai yang lama.

4. Tidak beracun dan ramah lingkungan: Bahan aerogel tidak beracun dan ramah lingkungan, tidak menimbulkan risiko polusi.

Dengan memasang bantalan insulasi aerogel di antara sel baterai, penyebaran peristiwa termal dapat ditekan secara efektif, sehingga menunda kecelakaan.Selain itu, sifat ringan aerogel berkontribusi terhadap pengurangan bobot keseluruhan pada sistem baterai, meningkatkan efisiensi energi dan jangkauan kendaraan listrik.

Kesimpulan:

Aerogel, dengan sifat insulasi termalnya yang luar biasa, merevolusi perlindungan dan keamanan baterai kendaraan energi baru.Konduktivitas termalnya yang rendah, ketahanan suhu tinggi, konstruksi ringan, dan karakteristik unik lainnya menjadikannya pilihan ideal untuk manajemen termal pada kendaraan listrik.Bantalan dan bahan insulasi aerogel secara efektif mengurangi risiko pelepasan panas dan meningkatkan keselamatan dan kinerja sistem baterai secara keseluruhan.Seiring dengan meningkatnya permintaan kendaraan listrik, aerogel siap memainkan peran penting dalam memajukan pengembangan teknologi penyimpanan energi generasi mendatang.