Vehículos de Nueva Energía Silicona Térmica Conductiva

New energy vehicles are a mainstream trend to solve energy, environment, urban transportation, and other issues, and also a major direction for the future development of the automobile industry. However, how far China’s new energy vehicles can go depends on how far the power battery can go. As the core of new energy vehicles, power batteries are the key to improving cruising range and vehicle performance.

 

Actualmente, las baterías más potentes son las de iones de litio. Sin embargo, en caso de carga y colisión, las baterías de iones de litio pueden provocar fácilmente una reacción exotérmica en cadena y causar un descontrol térmico, lo que resulta en accidentes graves como humo, incendio e incluso explosión. Y el rendimiento del paquete de baterías de litio de potencia, incluyendo la densidad energética, la vida útil, la tasa de descarga, etc., se ve muy afectado por la temperatura, y muchos componentes generadores de calor requieren una estricta gestión térmica, como baterías, disipadores de calor, controles electrónicos, motores, sistemas de entretenimiento, almohadilla térmica, etc. El calor debe disiparse a tiempo para evitar daños a los componentes electrónicos y el riesgo de incendio por sobrecalentamiento de la batería. Por lo tanto, la tecnología de gestión térmica de baterías de potencia es una de las centrales tecnologías de los vehículos de nueva energía.

 

¿Por qué los encapsulantes térmicamente conductores pueden disipar mejor el calor?

Factores que afectan a los compuestos de encapsulado térmicamente conductores

• ¿Qué efecto tiene el relleno sobre la resistencia al agrietamiento del adhesivo de encapsulado?
• ¿Qué efecto tiene el relleno sobre la conductividad térmica y las propiedades mecánicas de los adhesivos de encapsulado?
• ¿Cómo afecta la dosis de retardante de llama al rendimiento de los adhesivos de encapsulado?
• ¿Cómo afectan los agentes de acoplamiento al rendimiento de los adhesivos de encapsulado??

XJY Silicones – First choice raw material supplier of silicone thermally conductive materials

¿Por qué los encapsulantes térmicamente conductores pueden disipar mejor el calor?

Los materiales térmicamente conductores utilizados actualmente en el sistema de gestión térmica del vehículo incluyen láminas de silicona térmicamente conductoras, materiales aislantes térmicamente conductores, pegamento de encapsulado térmicamente conductor y material de relleno de espacios térmicamente conductor.

 

Entre ellos, el compuesto de encapsulado térmicamente conductor es un tipo de material de silicona térmicamente conductor ampliamente utilizado en vehículos eléctricos de nueva energía. Puede formar un elastómero de silicona suave y elástico con adhesión en la superficie mediante una reacción de curado por adición a temperatura ambiente, y un elastómero de caucho de silicona térmicamente conductor con excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. En el campo automotriz tradicional, el encapsulante de silicona térmicamente conductor se ha utilizado ampliamente en módulos electrónicos de potencia, transformadores de alta frecuencia, conectores, sensores, etc. No solo proporciona una buena conductividad térmica, sino que también tiene funciones de aislamiento, relleno, protección, etc.

 

 

El compuesto de encapsulado de conductividad térmica se puede utilizar como material de disipación de calor para transferir calor porque tiene una conductividad térmica más alta que el aire. La conductividad térmica del aire a 20°C es de 0,0267 W/(m·K), y la excelente conductividad térmica del compuesto de encapsulado se puede optimizar mediante formulación. La conductividad térmica del dispositivo eléctrico se puede transferir a una velocidad más rápida.

 

This is like in hot summer, jumping directly into the water and soaking is obviously faster than the fan blowing, because the water completely surrounds the human body, and the heat can be transferred through heat sink from the body faster than air with a very small thermal conductivity — while encapsulant is the process of filling the air space around an electronic device with a liquid polymer system (usually two components). (Dparte azul oscuro de la imagen siguiente)

 

 

El gris y el negro representan dos superficies diferentes, el azul claro representa el aire y el azul oscuro representa el material de interfaz térmica. Cuando las superficies de dos objetos están en contacto entre sí, es imposible que se toquen completa y estrechamente, porque las superficies de los objetos tienen rugosidad y siempre habrá algunos espacios de aire mezclados en ellas, y la conductividad térmica del aire es muy pequeña, por lo que causará una mayor resistencia térmica de contacto. El uso de materiales de interfaz térmica suaves y plásticos en almohadillas térmicas prefabricadas puede llenar este espacio de aire tanto como sea posible, reducir la resistencia térmica de contacto y mejorar el rendimiento de disipación de calor.

 

Encapsulantes para el embalaje de baterías de potencia

Factores que afectan a los compuestos de encapsulado térmicamente conductores

Teniendo en cuenta las condiciones reales de trabajo del motor, el compuesto de encapsulado utilizado debe tener alta conductividad térmica, buena fluidez, resistencia al agrietamiento y fuerte adhesión. Esto provoca el problema de la alta relación de consumo de energía de los automóviles.

 

The potting materials suitable for electronic components and power battery modules in electric vehicles can be divided into epoxy resin potting; silicone rubber potting (silicone potting); polyurethane potting. Let’s take epoxy resin potting glue as an example to see what factors affect the performance of potting glue.

• ¿Qué efecto tiene el relleno sobre la resistencia al agrietamiento del adhesivo de encapsulado?

La resina epoxi se contraerá hasta cierto punto durante el proceso de curado. Supongamos que se utiliza resina epoxi pura para el encapsulado del motor cuando la tensión generada por la contracción de curado del pegamento de encapsulado es mayor que la fuerza de unión entre el pegamento de encapsulado y la carcasa. En ese caso, cuando la tensión generada por la contracción de curado del pegamento de encapsulado es menor que la fuerza de unión entre el pegamento de encapsulado y la carcasa y la resistencia del pegamento de encapsulado es deficiente, se producirá el agrietamiento del pegamento de encapsulado. Por lo tanto, para evitar estos fenómenos, es necesario reducir la contracción de curado del pegamento de encapsulado y aumentar la resistencia del pegamento de encapsulado, y agregar una cierta cantidad de relleno al pegamento de encapsulado puede reducir efectivamente la contracción de curado del pegamento de encapsulado.

 

Sin embargo, la cantidad de relleno agregado no debe ser demasiada ni demasiada poca. Si la cantidad de relleno es demasiado pequeña, la contracción de curado del pegamento de encapsulado es alta. Aunque agregar demasiado puede seguir reduciendo la contracción de curado del pegamento de encapsulado, con el aumento del relleno, la viscosidad del pegamento de encapsulado también aumentará significativamente.

• ¿Qué efecto tiene el relleno sobre la conductividad térmica y las propiedades mecánicas de los adhesivos de encapsulado?

Generalmente, el relleno más utilizado para la conductividad térmica es el Al2O3; y la alta conductividad térmica es principalmente nitruro metálico, como SiN, AlN es más comúnmente utilizado. La conductividad térmica de los materiales térmicamente conductores no solo está relacionada con el relleno térmicamente conductor en sí, sino también estrechamente relacionada con la distribución del tamaño de partícula, la morfología, el contacto interfacial y el grado de enlace dentro de la molécula. En general, la conductividad térmica de los rellenos conductores térmicos fibrosos o en forma de lámina es mejor. Además, la conductividad térmica de los adhesivos de encapsulado formulados con rellenos de diferentes tamaños de partículas compuestos también es mejor. Esto se debe a que un solo tamaño de partícula de las partículas de relleno no puede formar bien un canal de conductividad térmica continua dentro del adhesivo de encapsulado, hay un espacio entre las partículas y entre los diferentes tamaños de partícula de las partículas de relleno, un relleno de tamaño de partícula pequeño puede compensar bien el espacio generado entre las partículas grandes de relleno, formando un canal de conductividad térmica completo para lograr un mejor efecto de transferencia de calor.

• ¿Cómo afecta la dosis de retardante de llama al rendimiento de los adhesivos de encapsulado?

La adición de retardantes de llama puede mejorar las propiedades ignífugas de los adhesivos de encapsulamiento; actualmente, el uso de hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio es el principal enfoque. El hidróxido es el principal enfoque. Sin embargo, al usar solo hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio como retardante de llama, el efecto ignífugo no es tan bueno como cuando se usa una combinación de retardantes. Además, el uso de retardantes combinados resulta en una menor viscosidad del compuesto de encapsulamiento.

 

La razón por la cual el efecto retardante de llama es mejor cuando se usan en combinación es probablemente que la temperatura de descomposición del hidróxido de aluminio es de aproximadamente 250°C y la absorción de calor es de 1965 J/g, y la temperatura de descomposición del hidróxido de magnesio es superior a 300°C. Ambos tienen buen rendimiento ignífugo y su mecanismo de retardancia es principalmente deshidratación y absorción de calor. Cuando la temperatura alcanza la temperatura de descomposición del hidróxido de aluminio, en primer lugar, el hidróxido de aluminio absorberá mucho calor para ejercer un efecto retardante de llama; cuando la temperatura aumenta aún más, el hidróxido de magnesio al eliminar agua también desempeñará cierto efecto retardante. Por lo tanto, el uso de los dos en compuesto 1:1 puede reducir la cantidad de carga retardante de llama, lo que también asegura que el motor automotriz en condiciones anormales de funcionamiento no genere combustible en el coloide.

• Cómo afectan los agentes de acoplamiento al rendimiento de los adhesivos de encapsulado

Una viscosidad adecuada puede aumentar la fluidez del compuesto de encapsulamiento, mejorar la capacidad de desespumado y mejorar la capacidad anti-sedimentación del relleno en el encapsulante. compound, and, as a result, ensure the stability of the product. The addition of a coupling agent can effectively solve the above problems. According to research, in the process of mixing resin and filler, the viscosity of the resin will decrease with the increase of the silane coupling agent in a certain range until it becomes stable.

 

Además, el tratamiento superficial del relleno térmicamente conductor también puede mejorar la conductividad térmica del relleno. Al usar su compatibilidad con la base adhesiva y aumentar la cantidad de llenado, la conductividad térmica del encapsulante puede mejorarse enormemente. Por ejemplo, el caucho de silicona termoconductor RTV se rellena con polvo de corindón tratado superficialmente con agentes de acoplamiento de silano KH-550, A-151, hexametildisilazano, dimetildimetoxisilano, y la conductividad térmica del material puede ajustarse de 1.16 W/(m·K) a 2.10 W/(m·K), y la conductividad térmica casi se duplica.

XJY Silicones – First choice raw material supplier of silicone thermally conductive materials

XJY Silicones, one of China’s leading Silicone MQ resin and VMQ thermally conductive silicones manufacturers, has 30+ years of R&D and manufacturing experience and 15+ related patents and technical assistance in the silicone industry, also can customize the cost-effective thermally conductive silicone products according to the requirements of your aplicaciones electrónicas.