{"id":182797,"date":"2022-11-29T13:55:01","date_gmt":"2022-11-29T12:55:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electrive.com\/?p=182797"},"modified":"2024-02-06T16:22:58","modified_gmt":"2024-02-06T15:22:58","slug":"enfoque-tecnologico-los-tres-mosqueteros-de-los-revestimientos-para-baterias-ev","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electrive.com\/es\/2022\/11\/29\/technology-focus-the-three-musketeers-of-coatings-for-ev-batteries\/","title":{"rendered":"Enfoque tecnol\u00f3gico - Los tres mosqueteros de los revestimientos para bater\u00edas de VE"},"content":{"rendered":"

La movilidad el\u00e9ctrica ha dejado de ser una tendencia futura para convertirse en un fen\u00f3meno presente. Los veh\u00edculos el\u00e9ctricos (VE) son limpios, r\u00e1pidos y proporcionan una experiencia de conducci\u00f3n placentera. Atraen a los consumidores conscientes y apoyan una econom\u00eda sostenible. Los VE se est\u00e1n desarrollando r\u00e1pidamente para ocupar la posici\u00f3n dominante en el mercado automovil\u00edstico. Esta urgencia por la adopci\u00f3n a gran escala de la e-movilidad se est\u00e1 extendiendo ahora de los veh\u00edculos de pasajeros a los veh\u00edculos comerciales y las peque\u00f1as unidades de aviaci\u00f3n.<\/p>\n

\"Keon
Keon Lee - Experto en bater\u00edas para VE<\/figcaption><\/figure>\n

Sin embargo, posiblemente todos estemos de acuerdo en que los VE a\u00fan no est\u00e1n perfectamente preparados para ocupar el trono. Como industria, a\u00fan estamos lidiando con el tiempo de carga relativamente largo, el gran peso, el riesgo de desbocamiento t\u00e9rmico y los niveles de coste de las bater\u00edas de iones de litio. Los fabricantes de bater\u00edas y los OEM compiten por dise\u00f1ar las mejores plataformas de VE en las que los sistemas de bater\u00edas desempe\u00f1en un papel fundamental. Siguen apareciendo en el mercado diversos enfoques innovadores que pretenden que los sistemas de bater\u00edas sean m\u00e1s baratos, m\u00e1s r\u00e1pidos y m\u00e1s seguros. Entre el caos tecnol\u00f3gico, pueden se\u00f1alarse algunas tendencias definidas y probadas. Henkel, como socio de soluciones para la industria automovil\u00edstica desde hace m\u00e1s de un siglo, ofrece ahora soluciones que facilitan la innovaci\u00f3n en las tendencias tecnol\u00f3gicas de la e-movilidad.<\/p>\n

Revestimiento conductor del electrodo<\/h3>\n

En la fabricaci\u00f3n convencional de bater\u00edas de iones de litio (LIB), el material activo del c\u00e1todo (CAM) se convierte en una pasta y luego se recubre uniformemente sobre un colector de corriente. Se necesita un disolvente peligroso y de alto punto de ebullici\u00f3n, el NMP. Este proceso es exigente en energ\u00eda, espacio y coste de secado y reciclado. Por otro lado, el material activo del \u00e1nodo (AAM) se dispersa en agua, por lo que no se necesita una torre de reciclado. Sin embargo, se sigue incluyendo una etapa de secado como paso esencial que consume energ\u00eda, espacio y tiempo.<\/p>\n

El proceso de electrodo seco, tambi\u00e9n conocido como revestimiento en seco, puede simplificar muchos aspectos de esa metodolog\u00eda convencional que ha durado d\u00e9cadas. El proceso de laminado CAM sin NMP es sin\u00f3nimo de una fabricaci\u00f3n compacta, r\u00e1pida y ajustada (bajo OpEx y CapEx) de electrodos cat\u00f3dicos. No tanto como en el caso de un c\u00e1todo, sin embargo adoptar esta metodolog\u00eda para la fabricaci\u00f3n de \u00e1nodos es ventajoso. Este proceso sin lodos facilita la fabricaci\u00f3n de capas CAM y AAM m\u00e1s gruesas en los colectores de corriente, lo que da lugar a una estructura de mayor densidad energ\u00e9tica dentro de una c\u00e9lula de bater\u00eda. Tambi\u00e9n puede ser un proceso de fabricaci\u00f3n muy adecuado para las bater\u00edas de estado s\u00f3lido sensibles al agua y basadas en sulfuros.<\/p>\n

Un paso clave aqu\u00ed es la transferencia de una pel\u00edcula de material activo seco sobre un colector de corriente, pero es dif\u00edcil crear un contacto interfacial perfecto entre un colector de corriente y una pel\u00edcula seca. Incluso con una presi\u00f3n y una temperatura elevadas para la laminaci\u00f3n, sigue sin ser f\u00e1cil conseguir una adhesi\u00f3n interfacial en el rango que se encuentra tras el proceso de lechada h\u00fameda. Las interferencias causadas por l\u00edmites imperfectos provocan la degradaci\u00f3n de la capacitancia, especialmente a altas velocidades de C. La delaminaci\u00f3n tambi\u00e9n puede producirse durante los ciclos de carga y descarga. Aqu\u00ed es donde el ECC desempe\u00f1a su papel; se aplica previamente sobre los colectores de corriente, creando las interfaces perfectas entre los materiales activos y los colectores de corriente.<\/p>\n

\"Electrodo\"
Ilustraci\u00f3n gr\u00e1fica de la tecnolog\u00eda de revestimiento conductor de electrodos de Henkel en una c\u00e9lula de pila cil\u00edndrica<\/figcaption><\/figure>\n

La singularidad del ECC de Henkel puede atribuirse a tres factores principales. En primer lugar, a la creaci\u00f3n de la interfaz f\u00edsica perfecta en la que los materiales activos comienzan a mezclarse con la capa de ECC, dando lugar a la uni\u00f3n perfecta de las capas. Segundo, los materiales conductores bien dise\u00f1ados refuerzan la conexi\u00f3n el\u00e9ctrica a trav\u00e9s de la interfaz. En tercer lugar, la formulaci\u00f3n est\u00e1 optimizada para un recubrimiento r\u00e1pido sobre l\u00e1minas de aluminio y cobre con el fin de maximizar la eficacia operativa. Una simple capa de ECC puede ayudar a llevar el proceso del electrodo seco al siguiente nivel, lo que permite una fabricaci\u00f3n de bater\u00edas m\u00e1s limpia, econ\u00f3mica y fiable.<\/p>\n

Recubrimiento diel\u00e9ctrico<\/h3>\n

Para muchos, el concepto de dise\u00f1o c\u00e9lula-paquete, c\u00e9lula-chasis y c\u00e9lula-coche\/veh\u00edculo puede sonar familiar hoy en d\u00eda. Estos conceptos para paquetes de bater\u00edas de alta densidad energ\u00e9tica pretenden superar la densidad energ\u00e9tica relativamente baja de las c\u00e9lulas de las bater\u00edas y maximizar el potencial del dise\u00f1o del paquete de bater\u00edas. Su potencial es a\u00fan mayor, ya que pueden aplicarse a todos los tipos de celdas de bater\u00eda. Ahora se ha convertido en una tendencia en el dise\u00f1o de los paquetes de bater\u00edas de nueva generaci\u00f3n, independientemente de los factores de forma y la qu\u00edmica.<\/p>\n

\"Bater\u00eda\"
Ilustraci\u00f3n gr\u00e1fica de un pack de pilas con dise\u00f1o de c\u00e9lula a c\u00e9lula y c\u00e9lulas prism\u00e1ticas<\/figcaption><\/figure>\n

En esos conceptos, se supone que las celdas de la bater\u00eda se enfrentan y se unen directamente a otras capas como las placas inferior, lateral y\/o superior. Las c\u00e9lulas casi r\u00edgidas contribuyen a la integridad estructural del pack de bater\u00edas. Por lo tanto, las interfaces deben dise\u00f1arse y adherirse cuidadosamente para que el conjunto de la bater\u00eda y las celdas puedan soportar y disipar las tensiones internas y externas durante la conducci\u00f3n y en caso de accidente.<\/p>\n

Para lograr la integridad estructural, es necesario reforzar las interfaces alrededor de las c\u00e9lulas. En los dise\u00f1os de c\u00e9lula a envase (o similares), las c\u00e9lulas prism\u00e1ticas suelen envolverse con pel\u00edculas de PET con adhesivo sensible a la presi\u00f3n (PSA) para aislarlas y protegerlas. Sin embargo, proporcionan una interfaz d\u00e9bil que podr\u00eda romperse en condiciones de fuerte tensi\u00f3n, como vibraciones e impactos.<\/p>\n

El revestimiento diel\u00e9ctrico simplifica la estructura al funcionar como un cuerpo integrado, proporcionando adherencia y resistencia diel\u00e9ctrica y antiara\u00f1azos. El minimalismo no s\u00f3lo se encuentra en las piezas, sino tambi\u00e9n en los materiales. La adherencia que proporciona este revestimiento es lo suficientemente fuerte como para que las celdas de la bater\u00eda contribuyan a la rigidez y resistencia del pack de bater\u00edas, con un grosor reducido. Incluso con aproximadamente 80% del grosor de la pel\u00edcula de PET, garantiza el mismo nivel de tensi\u00f3n de ruptura. No se trata s\u00f3lo de una soluci\u00f3n de sustituci\u00f3n de la pel\u00edcula actual, sino de una soluci\u00f3n necesaria para conseguir un pack de pilas m\u00e1s resistente sin soportes adicionales.<\/p>\n

\"revestimiento\"
Ilustraci\u00f3n gr\u00e1fica de la tecnolog\u00eda de recubrimiento diel\u00e9ctrico de Henkel<\/figcaption><\/figure>\n

Revestimiento de protecci\u00f3n contra incendios<\/h3>\n

Cuando se inicia un desbocamiento t\u00e9rmico de las celdas de la bater\u00eda bajo el suelo del coche, los pasajeros tienen poco tiempo para darse cuenta y salir del veh\u00edculo. La ventana es a\u00fan m\u00e1s corta si el desbocamiento t\u00e9rmico se inici\u00f3 por un accidente. La mejor y esencial medida para el desbocamiento t\u00e9rmico es fabricar celdas de bater\u00eda especialmente seguras. Muchas empresas han hecho progresos, pero parece que necesitan m\u00e1s a\u00f1os hasta que puedan suministrarlas a escala.<\/p>\n

La alternativa, o quiz\u00e1 la \u00fanica soluci\u00f3n basada en la tecnolog\u00eda LIB actual, puede ser utilizar m\u00faltiples medidas para que el pack de bater\u00edas sea lo m\u00e1s seguro posible. Gracias a los enormes esfuerzos de diferentes sectores de la industria, disponemos de muchas soluciones, desde el nivel qu\u00edmico, pasando por el software, hasta el nivel de la carcasa. La \u00faltima medida consiste en proteger a los pasajeros del calor de las celdas de la bater\u00eda si se produce un incendio en su interior. Algunas soluciones tambi\u00e9n se han utilizado para otras industrias. Por ejemplo, los materiales compuestos a base de cer\u00e1mica. Sin embargo, siempre hay un reto en cuanto al grosor, el peso y la automatizaci\u00f3n.<\/p>\n

\"protecci\u00f3n
Ilustraci\u00f3n gr\u00e1fica de la tecnolog\u00eda de recubrimientos de protecci\u00f3n contra incendios de Henkel<\/figcaption><\/figure>\n

El recubrimiento de protecci\u00f3n contra incendios (FPC) es uno de los productos de recubrimiento funcional de Henkel, dise\u00f1ado para que los usuarios experimenten m\u00e1s valor que con las soluciones convencionales. La automatizaci\u00f3n es posible mediante aplicaciones de chorro plano o pulverizaci\u00f3n. La fina capa proporciona un gran grado de libertad en el dise\u00f1o del paquete de bater\u00edas. El primer caso de uso se encuentra en la capa interior de una tapa superior. Tiene el potencial de ayudar a los ingenieros a ser creativos para encontrar m\u00e1s oportunidades en cualquier lugar dentro y fuera de un pack de pilas en el que se requiera o sea \u00fatil un alto nivel de aislamiento t\u00e9rmico. El FPC no es s\u00f3lo para la seguridad de los pasajeros que est\u00e1n listos para adaptar la transici\u00f3n a la e-movilidad, tambi\u00e9n est\u00e1 dise\u00f1ado para perseguir la eficiencia experimentada por aquellos que est\u00e1n trabajando con entusiasmo para sistemas innovadores de paquetes de bater\u00edas.<\/p>\n

Los \"Tres Mosqueteros\" de las soluciones de revestimiento son verdaderos facilitadores de las tendencias tecnol\u00f3gicas de las pilas. De reciente introducci\u00f3n en el mercado, siguen evolucionando seg\u00fan las necesidades de los fabricantes de bater\u00edas y de los fabricantes de equipos originales que desean ofrecer el mejor valor a los clientes finales. Por favor, acu\u00e9rdese de estos h\u00e9roes ocultos cuando disfrute conduciendo sus veh\u00edculos el\u00e9ctricos seguros, potentes, eficientes y sostenibles. Y... no olvide que todos estamos preparados para dar la bienvenida a D'Artagnan en un futuro pr\u00f3ximo.<\/p>\n

Autor: Keon Lee - Experto en bater\u00edas para veh\u00edculos el\u00e9ctricos y director global de desarrollo de productos de Henkel<\/em><\/p>\n

Obtenga m\u00e1s informaci\u00f3n sobre las soluciones de movilidad el\u00e9ctrica de Henkel: henkel-adhesives.com\/emobility<\/a><\/p>\n