Quais são os silicones automotivos com boas propriedades?

Nos últimos anos, o mercado global de veículos de novas energias continuou a crescer a um ritmo acelerado, com os setores de veículos elétricos (EV), veículos elétricos híbridos (HEV/PHEV), caminhões elétricos comerciais e trânsito ferroviário urbano se expandindo continuamente. De acordo com um relatório do Conselho Internacional de Transporte Limpo, as vendas globais de EVs ultrapassaram 16 milhões de unidades em 2023, com o mercado chinês mantendo sua posição de liderança, representando mais da metade do total global.

As baterias de veículos elétricos, como componentes principais, determinam diretamente o desempenho, a segurança e a durabilidade de todo o veículo. Os módulos de bateria estão cada vez mais se desenvolvendo em direção a maior densidade de energia, carregamento mais rápido e maior inteligência, ao mesmo tempo que enfrentam desafios ambientais e de segurança mais rigorosos. O silicone pode atender aos requisitos de isolamento elétrico sob operações de alta tensão e alta corrente; mudanças extremas de temperatura, impactos, exposição à água e corrosão química; requisitos VE/EMC e uma garantia de vida útil de 8 anos/100.000 quilômetros; e padrões de materiais mais leves e de maior relação custo-benefício. Além disso, à medida que a demanda por “silicone automotivo” na indústria cresce, os fabricantes automotivos estão se concentrando mais no uso de materiais de silicone por sua excelente resistência à temperatura e proteção confiável de longo prazo.

Há sete aspectos para introduzir a resina de silicone:

• Por que as baterias de veículos elétricos precisam de silicone?
• Quais são as propriedades dos materiais de resina de silicone?
• Quais são as vantagens da resina de silicone em aplicações de baterias de veículos elétricos?
• Quais são as aplicações das resinas de silicone em baterias de tração?
• Qual é o valor da resina de silicone para sistemas de transmissão de veículos elétricos?
• Qual é a análise de resultados de aplicação da silicone para automóveis?
• Como melhorar as aplicações de silicone para um melhor desempenho em veículos elétricos?

1. Por que as baterias de veículos elétricos exigem silicone?

Um sistema de bateria de veículo elétrico consiste principalmente em células individuais de bateria (cilíndricas, prismáticas, pouch), módulos/pacotes (compostos por múltiplas células), um sistema de gerenciamento de bateria (BMS), conectores de alta frequência, terminais, barramentos, componentes estruturais do sistema de refrigeração e invólucros. Cada componente requer materiais de alto desempenho para garantir a segurança do isolamento do sistema (prevenção de curtos-circuitos, vazamentos e fugas de corrente), estabilidade estrutural (resistência a vibrações, impactos e expansão/contração térmica) e proteção ambiental (impermeabilização, proteção contra poeira, resistência à corrosão e retardância de chamas/resistência ao calor). Para essas várias partes, os materiais de silicone de alto desempenho são ideais, especialmente considerando sua compatibilidade com superfícies metálicas e plásticas no invólucro da bateria e nos componentes eletrônicos.

Materiais tradicionais, como resina epóxi e poliuretano (PU), tendem a amarelar, rachar, absorver umidade e envelhecer em ambientes de alta temperatura e alta umidade, levando a um declínio no desempenho do isolamento e potencialmente causando fuga térmica ou curtos-circuitos e incêndios. Além disso, a intrusão de umidade em peças automotivas pode levar a problemas como corrosão ou até mesmo danos a componentes elétricos ou eletrônicos sensíveis. Além disso, suas propriedades de vedação e proteção mecânica são difíceis de equilibrar, limitando a longevidade do sistema de bateria e os altos padrões de segurança. Além disso, esses materiais são pesados e têm processos de fabricação complexos, o que não é propício para produção automatizada e fabricação sustentável. Portanto, há uma necessidade urgente de novas resinas de silicone e selantes de silicone que alcancem avanços em “segurança, durabilidade, leveza e respeito ao meio ambiente.” Por exemplo, produtos de silicone duráveis têm sido amplamente utilizados em aplicações automotivas que vão desde peças internas, peças automotivas, até cárteres de óleo e até acessórios de redução de ruído.

2. Quais são as propriedades dos materiais de resina de silicone?

As resinas de silicone são uma classe de materiais de alto peso molecular com uma estrutura de cadeia principal Si-O-Si, complementada por grupos laterais orgânicos, como metil, fenil e vinil. A cadeia principal é altamente reticulada, formando uma estrutura de rede tridimensional que confere ao material propriedades únicas de “rígido, mas flexível” e forte resistência a vibrações e trincas.

Esta classe de materiais exibe múltiplas propriedades notáveis: alta resistividade dielétrica de até 10¹⁵ Ω·cm, resistência a temperaturas extremas (-60°Celsius para mais de 250°C ou mais) sem deformação ou envelhecimento; excelente desempenho de retardância de chamas, atendendo aos padrões UL94 V-0 e passando certificações de retardância de chamas para eletrônicos automotivos em vários países; baixa absorção de água e baixa absorção de umidade, resistente à corrosão por vapor d'água; propriedades mecânicas ajustáveis, capaz de alcançar flexibilidade ou rigidez, adequado para moldagem de formas complexas, dosagem e encapsulamento, como vedação de para-brisas ou superfícies elétricas automotivas. Simultaneamente, os materiais de silicone são resistentes a raios ultravioleta, ozônio e corrosão química, sem amarelar ou decompor; baixa energia de superfície, com propriedades autolimpantes e antipoluição—facilitando a limpeza e manutenção de detalhes das superfícies automotivas. Os materiais de silicone também podem ser processados em produtos ecológicos com VOCs extremamente baixos, livres de metais pesados e halogênios, atendendo a altos requisitos de segurança e fabricação sustentável. Essas características tornam a silicone adequada para proteger uma ampla variedade de categorias e formas de carros, fornecendo proteção confiável para o motor do veículo, pneus, cárteres de óleo e outros componentes cruciais.

3. Quais são as vantagens da resina de silicone em aplicações de baterias de veículos elétricos?

(1) Isolamento Elétrico e Garantia de Segurança

Alto desempenho de isolamento bloqueia efetivamente o vazamento de corrente de alta tensão e previne curtos-circuitos internos

Excelente resistência à fuga elétrica e ao arco elétrico, particularmente adequado para cenários de carregamento rápido de alta tensão e descarga de alta corrente

Forte resistência à ruptura garante a segurança estrutural de longo prazo do pacote de baterias, protegendo-o de problemas como danos causados pelo acúmulo de gás e garantindo a confiabilidade de componentes eletrônicos críticos e peças à base de borracha.

(2) Resistência Superior ao Calor e Retardo de Chama

Suporta exposição prolongada a temperaturas operacionais ou de aquecimento anormal da bateria, prevenindo falhas causadas por envelhecimento a altas temperaturas ou encolhimento de peças estruturais

Classificação líder de retardo de chama (UL94 V-0), contendo efetivamente a propagação de fuga térmica e aumentando os fatores de segurança em acidentes com baterias de veículos em todas as condições climáticas.

Não libera gases prejudiciais, protegendo a segurança dos ocupantes e da equipe de resgate. As características de resistência a altas temperaturas e proteção também reduzem o risco de trincas ou outros tipos de danos no compartimento do motor e em outras peças automotivas.

(3) Excelente Proteção Mecânica e Defesa de Vedação

Forte resistência a vibrações e impactos, adequada para condições diárias de estrada e ambientes de acidentes de veículos elétricos

Opções flexíveis ou rígidas disponíveis, compatíveis com projetos estruturais em forma de cunha, curvos ou não padronizados—Ideal para uma variedade de acessórios, garantindo adaptabilidade de largura

Excelente desempenho de vedação, prevenindo efetivamente a entrada de sujeira, poeira, água e névoa salina, adequado para cenários complexos de uso, como imersão em água, alta umidade e ambientes costeiros. As propriedades selantes do silicone automotivo o tornaram um produto de escolha para proteção contra umidade e óleo em cárteres e outras categorias expostas de componentes automotivos.

(4) Estabilidade química e resistência à corrosão ambiental

Resistente à corrosão ácido-alcalina e à contaminação química por óleo; a resina de silicone permanece inalterada por eletrólitos ou soluções rodoviárias a longo prazo

Resistente à radiação UV, ozônio e outros elementos de envelhecimento ambiental, prolongando a vida útil do sistema de bateria do veículo e garantindo forte durabilidade contra ruído, condições climáticas extremas e desgaste rotineiro.

(5) Leveza e flexibilidade de design

Peso molecular ajustável, densidade menor que a de epóxi ou PU tradicionais, oferecendo vantagens significativas de redução de peso—benéfico para peças internas, tampas de motor, painéis de amortecimento de ruído e várias formas de acessórios automotivos

Suporta diversos processos como moldagem por injeção, revestimento e encapsulamento, compatível com automação e atendendo às necessidades dos fabricantes’ em várias peças e requisitos de largura de produto

Desempenho personalizável com base em requisitos de estrutura espacial e mecânicos, permitindo design modular e alta confiabilidade em diversas formas e dimensões de veículos

(6) Sustentabilidade ambiental e conformidade regulatória

Livre de halogênios, baixo VOC e livre de plastificantes prejudiciais, atendendo aos requisitos regulatórios para exportação para Europa, EUA, Japão, Coreia do Sul e veículos de nova energia

Conforme com os padrões de certificação RoHS, REACH, UL e AEC-Q200 para eletrônicos automotivos; suporta reciclagem, melhorando a sustentabilidade ambiental ao longo de todo o ciclo de vida—adequado aos padrões de revisão ambiental global da Ford’e requisitos para fabricantes de peças automotivas preparadas.

4. Quais são as aplicações das resinas de silicone em baterias de tração?

(1) Encapsulamento do Módulo de Bateria

Utilizado para proteção de encapsulamento entre células e módulos individuais, melhorando o isolamento geral e a resistência ao impacto—especialmente crucial em aplicações automotivas onde é necessária uma forte vedação.

Atua como material de vedação para invólucros de módulos, garantindo impermeabilização, proteção contra poeira e resistência à corrosão—protege superfícies e componentes eletrônicos da umidade e elementos ambientais, e mantém os acessórios automotivos limpos e operacionais por mais tempo.

O revestimento retardante de chamas aumenta a redundância de segurança e evita a propagação de incêndio no veículo.

(2) Proteção do Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS)

Encapsulamento de placas de circuito BMS e circuitos integrados, melhorando o isolamento elétrico, resistência à umidade e resistência química

Isola efetivamente interferências externas, melhorando a estabilidade e confiabilidade da detecção do sensor BMS—Ideal para uso em componentes eletrônicos automotivos

Resina de silicone retardante de chamas garante que o sistema BMS permaneça funcional durante fuga térmica; propriedades de vedação protegem contra entrada de gás, vapor e óleo nos pontos de conexão

(3) Vedação de Isolamento de Terminais de Bateria e Pontos de Conexão

Usado para revestimento e aplicação em terminais e conectores de alta tensão para prevenir corrosão, trilhamento e curto-circuitos nos pontos de conexão; também adequado para peças automotivas sujeitas a vibração, pneus e categorias relacionadas à suspensão

Material flexível adapta-se à expansão e contração térmica, garantindo distribuição uniforme de tensão a longo prazo e prevenindo delaminação, danos ou declínio funcional de componentes automotivos

(4) Encapsulamento de PCB e componentes eletrônicos

Encapsulamento e isolamento para placas de controle eletrônico, componentes sensores e chips de potência que exigem controle preciso

Previne a intrusão de umidade, poeira e névoa salina que poderiam causar falhas elétricas, problemas de ruído ou redução da vida útil do produto

Garante o desempenho confiável de sistemas eletrônicos sob condições complexas de alta temperatura e alta umidade a longo prazo—protegendo também peças internas e agregando valor de design para fabricantes automotivos

A resina de silicone metil vinil MQ da série em pó XJY-8206 pode ser usado para fabricar borracha de silicone VMQ altamente transparente e de alta dureza, silicone RTV e outros LSR.

Resina de silicone metil vinil MQ da série em solução XJY-8206N + polidimetilsiloxano vinílico pode ser usada para fazer uma vedante de dois componentes.

(5) Camada de gerenciamento térmico e retardante de chamas

Serve como material de interface térmica para pacotes de baterias, melhorando a eficiência da dissipação de calor

Resina de silicone nano-preenchida melhora a condutividade térmica, auxiliando o sistema de controle de temperatura do módulo de bateria e mantendo o compartimento do motor mais frio

O isolamento da camada retardante de chamas reduz o risco de propagação de fuga térmica entre componentes e permite fácil manutenção e reparos—ideal para uma variedade de peças e acessórios automotivos onde o gerenciamento de calor e gás é crítico

5. Qual é o valor da resina de silicone para sistemas de transmissão de veículos elétricos?

(1) Melhora a segurança e a longevidade

A resina de silicone usada em pacotes de baterias e estruturas melhora o isolamento do sistema, reduzindo o risco de incêndio ou explosão—um detalhe importante para cada carro, categoria automotiva e aplicação

A resistência superior ao envelhecimento suporta a garantia de vida útil do veículo de “8 anos / 100.000 quilômetros” garantindo durabilidade e confiabilidade robustas em todas as formas de automóveis elétricos e híbridos

Melhora equivalentemente a durabilidade do módulo de bateria, apoiando positivamente a fabricação OEM e a reputação da marca, facilitando para os fabricantes passarem por revisões globais e manterem vida útil longa do produto e proteção para todas as categorias de carros

(2) Reduz riscos de manutenção e qualidade

A resistência de longo prazo a rachaduras e degradação reduz custos de manutenção e riscos pós-venda—proporcionando tranquilidade para os usuários e aumentando a reputação das aplicações de produtos de silicone em sistemas automotivos e de baterias

Capacidades de reparo e recapagem rápidas suportam manutenção de longo prazo ao longo do ciclo de vida da bateria, mantendo acessórios, componentes de borracha e peças automotivas de alta temperatura protegidos

(3) Apoia atualizações tecnológicas e diferenciação em fábricas OEM/ODM

Compatível com várias estruturas de bateria (cilíndrica, prismática, pouch, blade, etc.), bem como peças eletrônicas e estruturais

Suporta encapsulamento / revestimento / moldagem por injeção automatizados, melhorando a eficiência da produção e a consistência da qualidade em uma variedade de fabricantes e fornecedores globais de acessórios

Formulações personalizáveis fornecem às OEMs vantagens de processo únicas e branding premium do produto, suportando integração fácil em todas as formas relevantes de carros, veículos automotivos e baterias

(4) Atende às regulamentações globais de novas energias e acessa mercados premium

Produtos retardantes de chama/baixo VOC sem halogênio podem facilmente superar os padrões automotivos eletrônicos globais e revisões para aplicações premium da classe Ford e outras.

Auxiliar clientes a obter reconhecimento em regiões como Europa, Américas, Japão, Coreia do Sul e Oriente Médio, bem como categorias automotivas relacionadas a gerenciamento de motor, óleo e pneus.

Suporte à certificação de conformidade de exportação, aprimorando a capacidade de cooperação internacional e permitindo que uma variedade de selantes de silicone e peças automotivas seja preparada para distribuição ao mercado global.

6. Qual é a análise dos resultados da aplicação do silicone automotivo?

Estudo de Caso 1: Módulos de bateria de veículos de passageiros de nova energia domésticos.

Um fabricante líder de veículos de nova energia adotou resina de silicone para encapsulamento de módulos de bateria, reduzindo as taxas de ruptura de isolamento em 90%, as frequências de incidentes de fuga térmica em 60% e as taxas de reparo de falhas veiculares em 30% em relação ao ano anterior; obteve certificações UL e RoHS europeias, exportando com sucesso para os mercados alemão e norte-americano. Isso demonstra o forte desempenho do produto e os detalhes que o silicone automotivo traz para a confiabilidade e segurança das baterias automotivas.

Caso 2: Sistemas de bateria para ônibus e caminhões elétricos.

Uma grande fábrica OEM aplicou revestimentos retardantes de chamas de silicone orgânico em conjuntos de baterias para veículos comerciais elétricos operando em condições extremas de frio, altas temperaturas e cargas pesadas, melhorando significativamente a resistência ao ciclo de temperatura e o isolamento acústico. Após acidentes, os revestimentos permitem vedação e reparo rápidos, apoiando o gerenciamento de segurança ao longo da vida útil dos conjuntos de baterias para direção autônoma, transporte público e várias categorias de veículos, além de garantir forte durabilidade sob vibração e condições climáticas adversas.

Caso 3: Aplicação de soluções de resina de silicone orgânico em linhas de produção automatizadas de fábricas ODM de baterias.

Uma empresa globalmente renomada de equipamentos ODM de baterias adotou a solução de resina de silicone da Jiangxi Xinjia Yi, alcançando uma taxa de aprovação de 99.81% em linhas de produção automatizadas de dispensação/encapsulamento/revestimento, encurtando os ciclos de entrega de produtos e aumentando a fidelidade do cliente por meio da diferenciação tecnológica. Tais aplicações de silicone automotivo ajudam a limpar os processos de produção, reduzir problemas e facilitar a conformidade global para uma variedade de categorias de produtos de acessórios automotivos.

7. Como melhorar as aplicações de silicone para melhor desempenho em veículos elétricos?

Inovações em materiais de encapsulamento e proteção estão gerando atualizações significativas no desempenho e segurança das baterias. As resinas de silicone, com sua estrutura molecular única e desempenho superior, estão se tornando cada vez mais a escolha preferida de fabricantes globais de baterias e fábricas OEM/ODM. Em comparação com materiais tradicionais, as resinas de silicone se destacam em múltiplas métricas de desempenho: Seu desempenho de isolamento é excepcional (>10¹⁴Ω·cm), superando em muito as resinas epóxi (aproximadamente 10¹³Ω·cm), poliuretanos (que degradam devido à absorção de umidade) e acrílicos (que migram facilmente); elas possuem uma ampla faixa de resistência à temperatura (-60°graus Celsius a mais de 100°C); são ecologicamente corretas, livres de halogênio e com baixas emissões de VOC; oferecem boa compatibilidade de processo e suportam produção automatizada, enquanto os materiais tradicionais têm limitações em termos de ecologia e adaptabilidade de processo. Além disso, o uso de produtos automotivos de silicone de alto desempenho garante a proteção de peças e superfícies automotivas, reduz ruído, vibração e problemas de encolhimento, e oferece uma variedade de benefícios para aplicações automotivas—ajudando os fabricantes a manter facilmente conformidade, segurança e confiabilidade do produto em todas as formas e categorias de veículos. Como a competitividade do produto pode ser aprimorada?

XJY Silicones is one of China’s leading manufacturers of resinas de silicone MQ e silicones VMQ, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de silicone orgânico, bem como mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico. Nosso produtos de matérias-primas de silicone pode satisfazer as necessidades dos campo automotivo e dar suporte ao fornecimento de diversas soluções personalizadas.