HIFULL® Клей на основе диоксида кремния для интеллектуального управления аккумуляторными батареями
В условиях бурного развития индустрии автомобилей на новых источниках энергии безопасность и стабильность работы аккумуляторных батарей приобретают первостепенное значение. Клеи для аккумуляторных батарей, являясь ключевым материалом для соединения компонентов, напрямую влияют на общую производительность аккумулятора.
Пигментированный диоксид кремния, широко используемая функциональная добавка, улучшает загущающие и тиксотропные свойства клеев, положительно влияя на управляемость, обрабатываемость и стабильность в процессе инкапсуляции.
Технические специалисты HIFULL провели углубленное исследование полиуретановых клеев для силовых батарей, изучив влияние различных дозировок осажденного диоксида кремния и различных марок осажденного диоксида кремния (при одинаковой дозировке) на загустение и тиксотропные свойства этих клеев. Внедряя концепцию «золотого сечения» в клеях для силовых батарей, они постоянно оптимизируют рецептуры и данные для интеллектуального регулирования вязкости и тиксотропии клея. Это нововведение направлено на преодоление технических проблем, связанных с трудностями и неэффективностью инкапсуляции в процессах производства батарей.
Аккумулятор
Дымчатый диоксид кремния — это новый наноразмерный неорганический материал с исключительно большой удельной поверхностью и высокой поверхностной активностью. При включении в полиуретановые клеевые системы силанольные группы на его поверхности образуют трехмерную сетевую структуру, которая увеличивает вязкость клея . Под воздействием внешних сдвиговых сил эта сетевая структура разрушается, снижая вязкость и улучшая текучесть для более легкого нанесения. После снятия сдвиговой силы водородно-связанная сетка постепенно восстанавливается, возвращая вязкость и демонстрируя тиксотропное поведение.
Кроме того, различия в дозировке пирогенного диоксида кремния и характеристиках марки влияют на свойства и формирование этой сети водородных связей, тем самым оказывая различное воздействие на загущение и тиксотропные характеристики клеев для аккумуляторных батарей.
Если дозировка слишком низкая, невозможно достичь желаемой вязкости и тиксотропии, а чрезмерное количество может привести к охрупчиванию материала или разрушению его конструкции (что повлияет на другие свойства материала).
Итак, какие тенденции и характеристики привнесут изменения в состав осажденного диоксида кремния в полиуретановые клеи? Техническая группа компании Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. провела серию экспериментов и исследований, чтобы это выяснить.
В экспериментах компонент A в основном состоял из премикса, содержащего пирогенный диоксид кремния, полиолы, наполнители и добавки, а компонент B – из премикса пирогенного диоксида кремния, полиизоцианатов, форполимеров и наполнителей. Оба компонента тщательно диспергировались в вакуумном диспергаторе со скоростью 2000 об/мин в течение 30 минут, после чего смешивались в соотношении 1:1 и отверждались для получения готового полиуретанового клея для аккумуляторных батарей.
В компонент А добавляли коллоидный диоксид кремния HIFULL® в концентрации 1%, 3% и 5% соответственно. Как показано на графике, вязкость компонента А увеличивалась с увеличением содержания коллоидного диоксида кремния, но скорость роста варьировалась даже при одинаковой дозировке. Данные показали, что базовая вязкость (без коллоидного диоксида кремния) составляла 3,303 Па·с, тогда как вязкости при добавлении 1%, 3% и 5% составляли 5,872 Па·с, 12,456 Па·с и 29,993 Па·с соответственно. При увеличении дозировки с 1% до 3% вязкость увеличивалась на 112%, тогда как увеличение с 3% до 5% приводило к увеличению вязкости на 141%, что указывает на тенденцию к ускорению роста.
Базовый индекс тиксотропности (без добавления пирогенного диоксида кремния) составил 1.1, тогда как значения при добавлении 1%, 3% и 5% составили 1.8, 2.9 и 4.2 соответственно. При увеличении концентрации от 1% до 3% индекс тиксотропности увеличился примерно на 61%, но при увеличении концентрации от 3% до 5% — всего на 45%, что свидетельствует о замедлении темпов роста, в отличие от динамики вязкости.
Таким образом, в компоненте А увеличение дозировки пирогенного диоксида кремния пропорционально увеличивало как вязкость, так и индекс тиксотропии, однако закономерности их роста различались.
В компонент B добавляли коллоидный диоксид кремния HIFULL® в концентрации 1%, 3% и 5% соответственно. Как показано на рисунке, вязкость компонента B увеличивалась с увеличением содержания коллоидного диоксида кремния. Данные показывают, что базовая вязкость (без коллоидного диоксида кремния) составляла 9,412 Па·с, тогда как вязкость при добавлении 1%, 3% и 5% составляла 10,809 Па·с, 22,829 Па·с и 47,590 Па·с соответственно. При увеличении дозировки с 1% до 3% вязкость увеличивалась на 111%, а при увеличении с 3% до 5% — на 108%, что свидетельствует о небольшом снижении скорости роста.
Базовый индекс тиксотропности (без добавления диоксида кремния) составил 1.8, тогда как значения при добавлении 1%, 3% и 5% составили 2.1, 3.4 и 4.6 соответственно. При увеличении концентрации от 1% до 3% индекс тиксотропности увеличился примерно на 62%, но при увеличении концентрации от 3% до 5% — всего на 35%. Аналогично динамике вязкости, скорость роста индекса тиксотропности снизилась.
Эти результаты показывают, что в компоненте B увеличение дозировки пирогенного диоксида кремния пропорционально увеличивает как вязкость, так и индекс тиксотропии, при этом тенденции в их моделях роста остаются постоянными.
Впоследствии техническая группа компании Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. исследовала влияние различных марок пирогенного диоксида кремния на загущающие и тиксотропные свойства полиуретановых клеев для аккумуляторных батарей при фиксированном уровне добавления 3%.
В компоненте А были проведены испытания образцов HB-139 , HB-139B , зарубежного конкурента A, зарубежного конкурента B, отечественного конкурента и HL-200 для оценки их вязкости и тиксотропных свойств.
Результаты показали различия между различными продуктами. HB-139/139B продемонстрировал лучшие загущающие свойства, чем отечественные конкуренты, но несколько худшие, чем зарубежные. Однако HB-139B показал превосходные тиксотропные свойства по сравнению как с отечественными, так и с зарубежными аналогами.
В компоненте B HB-139B проявил более сильные загущающие свойства, чем зарубежный конкурент A, но немного уступил зарубежному конкуренту B, в то время как его тиксотропные свойства были сопоставимы с зарубежными конкурентами.
Подводя итог, можно сказать, что дозировка пирогенного диоксида кремния является критическим фактором, влияющим на загущающие и тиксотропные свойства полиуретановых клеев для аккумуляторных батарей. Соответствующее увеличение количества добавки может эффективно улучшить как вязкость, так и тиксотропные свойства, удовлетворяя различным требованиям к применению и переработке.
Между тем, различные марки пирогенного диоксида кремния при одинаковых дозировках по-разному влияют на адгезионные свойства из-за различий в производственных процессах, распределении размеров частиц и характеристиках поверхности. На практике оптимальная дозировка пирогенного диоксида кремния и выбор марки должны определяться на основе конкретных эксплуатационных требований и соображений стоимости.
В перспективе исследования компании Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. будут направлены на дальнейшее изучение механизмов взаимодействия пирогенного диоксида кремния и полиуретановых клеев, уточнение формулы «золотого сечения» и разработку превосходных решений для инкапсуляции полиуретановых клеев для аккумуляторных батарей. Эти достижения обеспечат более надежную поддержку дальнейшего роста отрасли новых видов транспорта.
Привет, Клиенты!
Меня зовут Ван, я бизнес-менеджер HIFULL, я работаю в сфере производства пирогенного кремнезема более 10 лет. Не стесняйтесь обращаться ко мне. Я с радостью предоставлю вам лучший сервис и продукцию.
