Является ли лакированная алюминиевая фольга идеальным тепловым барьером против температурного разгона батареи eVTOL?

Для самолетов с электрическим вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) требуются литий-ионные аккумуляторные батареи высокой плотности, работающие при повышенном напряжении и быстрой скорости разряда. При такой плотности мощности катастрофический отказ одного элемента, вызванный внутренним коротким замыканием, механическим пробоем или чрезмерной перезарядкой, может привести к тепловому неконтролю с локальными температурами, превышающими 1000°C..

Хотя необработанная фольга сама по себе не может выдержать длительные плазменные струи, алюминиевая фольга с высокотемпературным лаком, ламинированная керамико-аэрогелевыми композитами, служит незаменимым первичным огнезащитным экраном, отражателем тепла и газоблокирующим тепловым барьером в современных системах межэлементной и модульной изоляции батарей eVTOL.

Механика распространения теплового неконтролируемого потока

Когда пакет с высокой плотностью энергии или цилиндрический литий-ионный элемент выходит из-под контроля температуры, происходит экзотермическая цепная реакция:

Быстрое выделение тепла (> 1000°C): разлагающиеся материалы катода и электролита выделяют интенсивную тепловую энергию в течение нескольких секунд.

Выброс горючих газов: перегретые органические растворители и водородные газы выходят под высоким давлением, неся с собой токсичные проводящие частицы сажи.

Отказ каскадного модуля: без надежных межячеечных тепловых барьеров лучистое тепло и воздействие газа быстро приводят к срабатыванию соседних ячеек, что приводит к полной потере упаковки.

Архитектура теплового барьера: алюминиевая фольга + неорганическое ядро

Лакированная алюминиевая фольга играет важную роль внешней оболочки композитных теплоизоляционных барьеров.

Внешняя лакированная фольга отражает инфракрасное излучение и блокирует проникновение газа, а внутренняя сердцевина из аэрогеля ограничивает кондуктивную теплопередачу, удерживая соседние ячейки значительно ниже критических температурных порогов.

Таблица технических характеристик: Лакированная алюминиевая фольга для аккумуляторных батарей

В таблице ниже приведены технические параметры лакированной алюминиевой фольги, используемой в тепловых барьерах аккумуляторных батарей eVTOL:

Преимущества производительности при предотвращении теплового разгона батареи eVTOL

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Может ли лакированная алюминиевая фольга остановить выход тепла из ячейки?

Ответ: Ни один материал не останавливает температурный разгон. Лакированная алюминиевая фольга действует как непроницаемый пламезащитный экран и отражатель лучистого тепла внутри многослойной композитной системы (в сочетании с аэрогелями, слюдой или керамическими волокнами), предотвращая распространение тепла на соседние ячейки.

Вопрос 2: Почему в аккумуляторных барьерах лакированная фольга предпочтительнее необработанной алюминиевой фольги без покрытия?

Ответ: Необработанная алюминиевая фольга плавится примерно при 660°C  и не обеспечивает электроизоляции. Высокотемпературные лаки повышают необходимое диэлектрическое сопротивление, увеличивают кратковременное время выживания в пламени и защищают фольгу от воздействия плавиковой (HF) кислоты.

В3: Как ведет себя лакированная алюминиевая фольга при выпуске газа под высоким давлением?

Ответ: Высокая прочность на разрыв и гибкость тонкой алюминиевой фольги позволяют ей сдерживать и перенаправлять высокоскоростные потоки вентиляционных газов в вытяжные каналы, предотвращая проникновение перегретого пламени через боковую межэлементную изоляцию.

В4: Повредит ли лазерная высечка лаковое покрытие на тонкой аккумуляторной фольге?

О: Нет. Прецизионные УФ-лазеры или волоконные лазеры аккуратно разрезают лакированную фольгу, не сжигая края полимера и не вызывая расслоения, создавая формы межклеточного барьера без заусенцев, готовые к автоматизированной сборке модулей.

Вопрос 5: Как проверяется огнестойкость лакированной фольги, предназначенной для аккумуляторов?

A: Тепловые характеристики сертифицированы с помощью прямых испытаний пламенем горелки (UL 94 V-0 / ISO 2685), термогравитационного анализа (TGA), испытаний на диэлектрический пробой (ASTM D149) и полномасштабных испытаний на распространение термического разгона на уровне ячеек внутри аккумуляторных блоков под напряжением.

Заключение

Интеграция лакированной алюминиевой фольги в композитные изоляционные барьеры позволяет инженерам аккумуляторов eVTOL соответствовать строгим авиационным стандартам по сдерживанию неконтролируемого теплового воздействия при минимизации веса упаковки.

Чтобы оптимизировать выбор материалов для системы безопасности аккумулятора:

Выберите калибр фольги по скорости пламени: используйте фольгу толщиной 0,02–0,04 мм для гибких межячеечных аэрогелевых прокладок мешочка; укажите фольгу толщиной 0,05–0,10 мм . Для защиты верхней крышки цилиндрической ячейки высокого давления

Подтвержденные мандатом тепловые и диэлектрические характеристики: убедитесь, что указанные лаки соответствуют требованиям воспламеняемости UL 94 V-0 и обеспечивают минимальную диэлектрическую прочность ≥ 1,5 кВ/мм.

Сотрудничайте с сертифицированными специалистами по покрытию фольгой: сотрудничайте с опытными производителями, такими как Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd., чтобы получить лакированную алюминиевую фольгу с прецизионным покрытием, готовую к лазерной печати, подкрепленную сертификатами качества.