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Maison Isolation thermique de la batterie

Mousse de polyimide pour la protection thermique des batteries de véhicules électriques et du stockage d'énergie

Certificat

UL9540A

Densité typique

28-32 kg/m3


Barrières thermiques légères pour la sécurité des batteries lithium-ion

La mousse de polyimide JLON est un matériau de barrière thermique léger et flexible développé pour les applications exigeantes de batteries lithium-ion.


Il combine l'isolation thermique, la résistance aux flammes, la récupération par compression et l'isolation électrique dans un seul matériau, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications où une barrière thermique rigide conventionnelle ne peut à elle seule s'adapter à l'expansion des cellules de batterie ou aux tolérances d'assemblage.


La mousse JLON PI peut être utilisée du niveau des cellules au niveau des batteries et au niveau des armoires de stockage d'énergie , y compris les batteries de véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie par batterie stationnaire (BESS).

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Barrières thermiques légères

Applications typiques

Barrières thermiques de cellule à cellule

Entretoises de cellules de batterie lithium-ion

Isolation du module de batterie EV

Revêtements inférieur, latéral et supérieur de la batterie

Barrières thermiques module-boîtier

Barrières de propagation de l'emballement thermique des batteries

Isolation du bloc de batterie de stockage d'énergie

Isolation des murs et des portes des armoires BESS

Isolation des murs et des portes des armoires BESS

Composants en mousse PI à dos adhésif

Matériau de base JLON

Besoin d'une recommandation de matériau pour la conception de votre batterie ?

Envoyez-nous votre type de cellule, l'épaisseur disponible, la température de fonctionnement et les exigences de compression.

Pourquoi l'isolation thermique des batteries devient de plus en plus importante

Une densité énergétique plus élevée et des architectures de batteries de plus en plus compactes imposent des exigences accrues en matière de protection thermique passive.

Lors d'un emballement thermique, la chaleur générée par une cellule lithium-ion peut être transférée rapidement aux cellules voisines. Des matériaux de barrière thermique sont donc utilisés entre les cellules, les modules et les structures environnantes pour contribuer à réduire le transfert de chaleur et retarder la propagation thermique.

Dans le même temps, les cellules lithium-ion se dilatent et se contractent au cours de cycles répétés de charge et de décharge.

Cela crée un défi d’ingénierie supplémentaire :

Une barrière thermique de batterie peut devoir isoler la chaleur tout en s’adaptant à l’expansion des cellules et en maintenant une compression contrôlée.

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Les matériaux rigides tels que le mica peuvent fournir une excellente isolation électrique et à haute température, tandis que l'aérogel offre une conductivité thermique extrêmement faible. Cependant, ces matériaux n'offrent pas toujours l'élasticité nécessaire à la gestion de la compression.

C’est là que la mousse polyimide flexible offre une combinaison différente de propriétés.

Quatre fonctions dans une barrière thermique de batterie

1. Isolation thermique

La mousse JLON PI aide à réduire le transfert de chaleur entre les cellules de batterie adjacentes et les autres composants de la batterie.


Les données de test typiques de qualité batterie montrent une conductivité thermique d'environ :


0,04 W/(m·K)


Cela rend la mousse PI adaptée aux applications nécessitant une couche isolante légère combinée à une flexibilité mécanique.

2. Protection contre la propagation de l'emballement thermique

La mousse PI peut être installée entre les cellules ou modules de batterie dans le cadre d'un système de protection thermique passive.


En cas de chauffage anormal ou d'emballement thermique, le matériau contribue à réduire le transfert de chaleur vers les composants adjacents et offre un délai supplémentaire avant que l'énergie thermique n'atteigne les cellules voisines.


Dans un test d’échantillon d’isolation de batterie :


Température côté chaud : 650°C

Température maximale côté froid : environ 172°C


Les performances réelles de protection thermique d'un système de batterie dépendent de l'épaisseur du matériau, de la densité, du taux de compression, de la chimie des cellules, de la conception du pack et des conditions d'exposition.


Pour cette raison, les performances d'emballement thermique doivent toujours être validées au niveau de la cellule, du module ou du pack dans les conditions de conception réelles du client.

3. Gestion de l’expansion et de la compression des cellules

Les cellules de batterie subissent des changements dimensionnels pendant la charge, la décharge et le cycle à long terme.


La mousse de polyimide flexible peut se déformer sous compression et aider :

Absorber l'expansion cellulaire

Compenser les tolérances de montage

Réduire les écarts entre les composants

Maintenir la pression de contact

Fournit un amorti pendant les vibrations

Maintenir la séparation thermique lors de cycles répétés

Un échantillon testé de mousse PI de qualité batterie a montré :

Taux d'indentation 25% / 40% : 0,45

Taux d'indentation 65 % / 40 % : 4,0


Ce comportement en compression permet au matériau de s'adapter aux dimensions changeantes des cellules tout en conservant sa fonction de barrière thermique.

La documentation de la batterie source positionne spécifiquement la mousse PI flexible comme un moyen de combiner la séparation thermique avec la compensation de l'expansion des cellules et des tolérances d'assemblage.

4. Isolation électrique

L’isolation électrique est une autre exigence importante dans les systèmes de batteries haute tension.

Les propriétés typiques testées incluent :
PropriétéDonnées de test typiques
Résistivité volumique10¹⁶–10¹⁷ Ω·cm
Constante diélectrique à 1 MHz2,8–3,2
Perte diélectrique à 1 MHz0,006 à 0,007
Rigidité diélectrique1,8 kV/mm
Cette combinaison d'isolation thermique et électrique permet à la mousse PI de remplir plusieurs fonctions au sein d'une batterie.

Barrières thermiques de cellule à cellule

L’une des applications les plus prometteuses de la mousse de polyimide flexible se situe entre les cellules lithium-ion adjacentes.


L'isolation cellule à cellule traditionnelle peut utiliser des matériaux tels que :

Aérogel

Mica

Matériaux en fibres céramiques

Mousse de silicone

Mousse PU ou EVA ignifuge

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Chaque matériau résout une partie différente du problème.

L'aérogel offre une conductivité thermique extrêmement faible mais est relativement fragile et offre une récupération par compression limitée.

Le mica offre une excellente isolation électrique et à haute température, mais il est rigide et ne peut pas s'adapter à une expansion cellulaire significative.

Les mousses polymères conventionnelles offrent un amorti mais offrent généralement des performances inférieures à haute température.

La mousse JLON PI est particulièrement utile lorsque la conception nécessite :

Isolation thermique + résistance aux flammes + élasticité + isolation électrique
dans le même composant.

Mousse polyimide pour batteries EV

Les batteries des véhicules électriques nécessitent une protection thermique tout en minimisant le poids supplémentaire et l’espace occupé.
La mousse JLON PI peut être utilisée à plusieurs endroits dans une batterie EV.

Entre les cellules de la batterie

La mousse PI flexible peut agir comme une barrière thermique et une couche de compression entre les cellules.


Il aide à absorber le gonflement des cellules tout en maintenant la séparation entre les cellules adjacentes.

Fond de la batterie

La mousse PI peut être utilisée comme couche thermique et amortissante légère entre les modules de batterie et le boîtier inférieur.

Parois latérales du bloc de batterie

Des composants en mousse PI découpés peuvent être installés entre les modules de batterie et les parois latérales du pack pour fournir une isolation et un amortissement mécanique.

Couvercle supérieur du bloc-batterie

La mousse PI peut être utilisée sous la couverture supérieure lorsqu'une isolation thermique, une isolation électrique ou un rembourrage léger est requis.

Interfaces module-boîtier

Les composants découpés sur mesure peuvent compenser les tolérances d'assemblage tout en maintenant la séparation thermique entre les modules de batterie et les structures environnantes.


La documentation sur les applications de batterie identifie le fond du pack, les zones latérales et les doublures du couvercle supérieur comme des emplacements appropriés en mousse PI où les fonctions d'isolation, de rembourrage et de protection incendie peuvent être combinées.
feuilles de mousse pi

Mousse de polyimide pour systèmes de stockage d'énergie (BESS)

Les systèmes de stockage d’énergie par batterie introduisent un autre niveau de protection thermique au-delà des cellules individuelles et des packs de batteries.


La mousse JLON PI peut être appliquée sur plusieurs niveaux de protection :


Cellule → Module → Batterie → Armoire de stockage d'énergie


Cela permet d’envisager une seule plate-forme matérielle pour plusieurs emplacements de gestion thermique au sein d’une installation BESS.

Niveau cellule et module

La mousse PI peut être installée entre des cellules ou des modules pour fournir :

Séparation thermique Compensation de dilatation

Amortissement mécanique Isolation électrique

Niveau de la batterie

À l’intérieur d’une batterie de stockage d’énergie, la mousse PI peut être utilisée autour :

Fond du pack Parois latérales Couvercle supérieur Interfaces des modules

La combinaison de résilience et d’isolation est particulièrement utile lorsque les barrières thermiques rigides ne peuvent pas s’adapter au mouvement des composants.

Isolation des armoires de stockage d'énergie

La mousse PI peut également être intégrée aux portes d’armoires de stockage d’énergie et aux structures murales.

Une construction typique peut utiliser :

Panneau métallique + isolation en mousse PI + panneau métallique

Par rapport à l’isolation fibreuse traditionnelle, la mousse flexible PI offre plusieurs avantages pratiques :

Construction légère

Pas de fibres lâches

Découpe facile

Formes personnalisées

Bonne résistance à l'humidité

Isolation thermique

Caractéristiques ignifuges

Assemblage simple

Il peut donc être envisagé pour :

Portes d'armoires BESS

Parois du compartiment à piles

Panneaux latéraux d'armoire

Cloisons thermiques internes

Interfaces pack-à-armoire

La source de stockage d'énergie décrit spécifiquement la protection au niveau des cellules, au niveau du pack et de l'armoire comme trois couches d'application de mousse PI distinctes.

Données typiques des tests de mousse PI de qualité batterie

Article de testConditionRésultat typique
Conductivité thermique23 ± 2°C0,04 W/(m·K)
Test de barrière thermique650°C côté chaudMax. côté froid ≈172°C
Test d'effort alterné5 à 15 MPa7% de perte de stress
Ensemble de compression50 % de compression, 50 °C × 168 h<15%
Résistance aux flammesGB/T2408-2021Niveau V-0
Résistivité volumiqueÉchantillon typique10¹⁶–10¹⁷ Ω·cm
Constante diélectrique1 MHz2,8–3,2
Perte diélectrique1 MHz0,006 à 0,007
Rigidité diélectriqueÉchantillon typique1,8 kV/mm
Important : les valeurs indiquées sont des résultats de tests représentatifs et ne doivent pas être traitées comme des valeurs garanties pour chaque densité, épaisseur ou configuration de produit. La sélection finale des matériaux doit être basée sur l'application requise et les spécifications correspondantes.

Mousse PI vs aérogel vs mica vs silicone céramisé

Le choix d’une barrière thermique pour batterie ne dépend pas uniquement de la conductivité thermique.

MatérielIsolation thermiqueFlexibilitéRécupération par compressionRésistance aux hautes températuresIsolation électriqueAvantage typique
Mousse PolyimideTrès bienExcellentExcellentExcellentExcellentCouche thermique + amortissante multifonctionnelle
AérogelExcellentLimitéLimitéExcellentBienConductivité thermique extrêmement faible
MicaModéréPauvrePauvreExcellentExcellentIsolation électrique rigide haute température
Silicone CéramiqueBienBienBienExcellentBienProtection incendie et étanchéité
tableau de comparaison des matériaux
test de flamme-mousse pi

Quand la mousse PI est particulièrement adaptée

La mousse de polyimide n'est pas destinée à remplacer l'aérogel ou le mica dans chaque conception de batterie.


Son principal avantage est l’intégration fonctionnelle.


Là où un concepteur de batteries a besoin :

isolation thermique + compression + amorti + isolation électrique


La mousse PI peut réduire le besoin de combiner plusieurs matériaux distincts.


Les données de comparaison sous-jacentes identifient également la principale distinction de la mousse PI comme sa combinaison d'élasticité, de légèreté et de résistance inhérente aux flammes, tout en reconnaissant les performances d'isolation thermique pure plus élevées de l'aérogel.

Solutions composites mousse PI + aérogel

Certaines conceptions de batteries nécessitent à la fois une conductivité thermique et une résilience mécanique extrêmement faibles.

Dans ces applications, la mousse PI peut également être associée à d’autres matériaux de protection thermique. Par exemple :

Aérogel + Mousse PI

La couche d'aérogel offre une conductivité thermique extrêmement faible, tandis que la mousse PI assure une récupération par compression et un support mécanique.

Mica + mousse PI

où une protection électrique rigide et à haute température est combinée à une couche de rembourrage résiliente.


Les structures de barrière thermique multicouches sont de plus en plus pertinentes à mesure que les packs de batteries deviennent plus compacts et que les architectures cellule à batterie ou cellule à châssis réduisent l'espace d'emballage disponible.

feuille de mousse pi

Traitement flexible pour l’intégration des batteries

La mousse JLON PI peut être convertie selon les dessins des batteries et les exigences d'assemblage.

Les options de traitement disponibles incluent :

Fourniture de draps

Épaisseur personnalisée

Densité personnalisée

Découpe

Découpe CNC

Composants de forme personnalisée

Pièces à dos adhésif

Espaceurs de cellules

Revêtements de batterie

Kits d'installation prédécoupés

Les configurations à dos adhésif peuvent simplifier le positionnement lors de l'assemblage du bloc de batterie.
La documentation de la batterie téléchargée comprend spécifiquement des pièces pressées à chaud/découpées et des structures optionnelles à support adhésif haute température.

Pourquoi la mousse polyimide JLON ?

JLON se concentre sur les matériaux en mousse haute performance pour les applications exigeantes de gestion thermique et d'isolation.


Plutôt que de sélectionner un matériau en fonction uniquement de sa température nominale maximale, nous recommandons d'évaluer la mousse PI en fonction de l'état de fonctionnement complet de la batterie, y compris la charge thermique, la compression, l'espace disponible et la durée de vie prévue.

Sélection des matériaux en mousse PI
Options flexibles de densité et d'épaisseur
Prise en charge de la conception de la barrière thermique de la batterie
Composants découpés
Pièces à dos adhésif
Formes personnalisées
Données de conductivité thermique
Données de test de compression
Données de test de résistance à la flamme
Données d'isolation électrique
Exemple d'évaluation
conductivité thermique
Plutôt que de sélectionner un matériau en fonction uniquement de sa température nominale maximale, nous recommandons d'évaluer la mousse PI en fonction de l'état de fonctionnement complet de la batterie, y compris la charge thermique, la compression, l'espace disponible et la durée de vie prévue.

FAQ — Mousse polyimide pour batterie EV et stockage d'énergie

  • Qu'est-ce qu'une barrière thermique pour batterie ?

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    Une barrière thermique de batterie est une couche d'isolation passive installée entre les cellules, modules ou autres composants de la batterie pour réduire le transfert de chaleur et aider à retarder la propagation de l'emballement thermique.

  • La mousse de polyimide peut-elle être utilisée entre les cellules de batterie lithium-ion ?

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    Oui. La mousse flexible PI est particulièrement adaptée lorsqu’une isolation thermique et une récupération par compression sont nécessaires.

    Il peut aider à s'adapter aux tolérances d'expansion et d'assemblage des cellules tout en maintenant la séparation entre les cellules adjacentes.

  • La mousse de polyimide peut-elle empêcher l’emballement thermique ?

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    La mousse de polyimide ne doit pas être décrite comme un matériau qui « empêche » indépendamment l’emballement thermique.

    Sa fonction est d'agir dans le cadre d'un système de protection thermique passive en réduisant le transfert de chaleur et en contribuant à retarder la propagation thermique vers les composants voisins.

    Les performances finales d'emballement thermique doivent être validées au niveau de la cellule, du module, du pack ou du système.

  • La mousse polyimide est-elle adaptée aux batteries EV ?

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    Oui. Les applications typiques incluent les barrières thermiques de cellule à cellule, l'isolation des modules de batterie, les revêtements de pack ainsi que le rembourrage et l'isolation du module au boîtier.

    Sa combinaison de faible conductivité thermique, de récupération par compression et d'isolation électrique le rend particulièrement adapté aux batteries à haute densité énergétique.

  • La mousse PI peut-elle être utilisée dans les systèmes de stockage d’énergie BESS ?

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    Oui.

    La mousse PI peut être utilisée au niveau des cellules, des modules, des packs et des armoires dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie.

    Les applications BESS typiques incluent les espaceurs de cellules, les revêtements de pack, l'isolation des portes d'armoires et les barrières thermiques des enceintes.

  • La mousse PI est-elle meilleure que l'aérogel pour l'isolation des batteries ?

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    Aucun des deux matériaux n’est universellement meilleur.

    L'aérogel offre généralement une conductivité thermique plus faible, tandis que la mousse PI offre une résilience et une récupération en compression nettement meilleures.

    La mousse PI est donc particulièrement utile lorsqu’une barrière thermique de batterie doit assurer à la fois l’isolation et la conformité mécanique.

    Des structures hybrides aérogel + mousse PI peuvent également être envisagées.

  • La mousse PI est-elle meilleure que le mica ?

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    Le mica offre une excellente isolation électrique et à haute température, mais il est rigide.

    La mousse PI est plus adaptée lorsque la flexibilité, l’amortissement ou la compensation de l’expansion cellulaire sont requis.

    Les deux matériaux peuvent également être combinés dans des structures multicouches.

  • JLON peut-il fournir des pièces d’isolation de batterie découpées ?

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    Oui.

    La mousse PI peut être fournie sous forme de feuilles ou convertie en composants découpés sur mesure et découpés CNC selon les dessins du client.

    Des pièces à dos adhésif sont également disponibles pour un assemblage plus facile.

  • Quelles informations sont nécessaires pour un devis ?

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    Veuillez fournir l'épaisseur requise, la densité si spécifiée, les dimensions, le lieu d'application, la température de fonctionnement, les exigences de compression, les exigences d'adhésif et la quantité attendue.

    Pour les applications de cellules de batterie, le type de cellule et l'espacement disponible sont également utiles.