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EV battery cell pack

Impacto da H.B. Fuller no Mercado de Veículos Elétricos

Posted 17 dez 2024 by Dr. Marlen Valverde, Business Development Manager

Como o EV Protect 4006 Revolucionou a Segurança das Baterias de VE e o que Vem a Seguir

Os consumidores compraram quase 14 milhões de carros elétricos novos em 2023. Para colocar esse número em perspectiva, os carros elétricos representaram quase um em cada cinco novos carros vendidos. A expectativa é que as compras de veículos elétricos (VE) continuem a aumentar, com 42% dos consumidores pesquisados em uma recente pesquisa da McKinsey & Company dizendo que querem que seu próximo carro seja elétrico.

Avanços na tecnologia de baterias de VE, como o EV Protect 4006 da H.B. Fuller, ajudam a impulsionar essa tendência. O EV Protect 4006 impede que incêndios em baterias se espalhem pelo veículo e melhora a durabilidade das células da bateria, aumentando a segurança dos passageiros e a longevidade da bateria. Aqui, abordaremos como o EV Protect 4006 funciona, como a tecnologia transformou a gestão térmica das baterias de VE e onde os especialistas da H.B. Fuller veem a tecnologia de baterias se encaminhando nos próximos anos.

O que é o EV Protect 4006?

O EV Protect 4006 da H.B. Fuller é um material de espuma de poliuretano usado principalmente para embutir células de bateria em módulos de bateria - os blocos de construção das baterias de VE. Após os fabricantes aplicarem o produto em sua forma líquida, o material se expande e endurece para envolver (encapsular) as células dentro do módulo (Figura 1).

EV Protect

Figura 1. EV Protect 4006 Encapsula as Células da Bateria.

O objetivo principal do EV Protect 4006 é prevenir a propagação térmica. Em outras palavras, o encapsulante impede que incêndios se espalhem para outras células da bateria dentro do módulo, do pacote de bateria e do veículo. A prevenção de incêndios é crucial para os VEs, pois suas baterias recarregáveis de íon de lítio são altamente inflamáveis e podem queimar por muito tempo.

Além de prevenir a propagação de incêndios, o EV Protect 4006 fornece suporte semi-estrutural às baterias. O material mantém as células da bateria no lugar e atua como um unificador para o módulo da bateria - reunindo os componentes separados em uma estrutura flexível. A bateria unificada protege as células absorvendo impactos ambientais externos como choque e vibração. Isso retarda o envelhecimento das células, garantindo que a bateria tenha um bom desempenho ao longo do tempo.

Embora o EV Protect 4006 seja usado principalmente em baterias de VE, ele tem usos potenciais onde a prevenção de incêndios em baterias de íon de lítio é necessária. O material leve poderia ser usado em telefones, ferramentas elétricas portáteis e até mesmo em aplicações militares como drones e satélites.

Significado do EV Protect 4006

Antes que o cientista da H.B. Fuller, Albert Giorgini, e sua equipe inventassem o EV Protect 4006, os fabricantes de baterias de VE não tinham uma maneira bem-sucedida de interromper a propagação térmica. Os fabricantes tentaram isolar incêndios por meio de almofadas de compressão e escudos de mica, mas essas tecnologias não impediram que os incêndios se espalhassem para outras células ou para o veículo inteiro.

O EV Protect 4006, por outro lado, extingue incêndios em segundos sem afetar as células circundantes. O vídeo a seguir compara a resposta a atividades térmicas intensas entre células encapsuladas em EV Protect 4006 e um produto concorrente.

Inibir incêndios em baterias de VE salva vidas e equipamentos caros e previne emissões de gases altamente tóxicos e perigosos causados pelos incêndios. Em 2023, o Conselho de Adesivos e Selantes (ASC) concedeu seu principal prêmio de inovação na indústria de adesivos e selantes ao EV Protect 4006. O prêmio principal é concedido apenas a tecnologias no mais alto nível de desenvolvimento para sua época. Ganhar este prêmio destaca a importância do EV Protect 4006.

“Antes do EV Protect 4006, nenhum material foi bem-sucedido em manter as baterias seguras,” diz o Dr. Marlen Valverde, Gerente de Desenvolvimento de Negócios de OEM/EV Estratégico Global na H.B. Fuller, “Este material revolucionou a segurança das baterias ao prevenir efetivamente a propagação térmica. Não há tecnologia semelhante disponível.”

O EV Protect 4006 Hoje e no Futuro

Embora metade dos clientes de baterias de VE da H.B. Fuller use o EV Protect 4006 conforme projetado, muitos precisam de personalizações para aproveitar totalmente os benefícios protetores e semi-estruturais do produto. Por exemplo, as formas das células de bateria de VE podem variar de cilíndricas a prismáticas (camadas de material de célula enroladas em uma forma semelhante a uma caixa) a bolsa. As células de bolsa requerem uma técnica de encapsulamento diferente das células cilíndricas para garantir que o EV Protect 4006 isole o calor descontrolado ao redor de toda a célula.

Quando os especialistas da H.B. Fuller trabalham com os clientes para implementar o EV Protect 4006, eles primeiro consideram os requisitos, design e expectativas de desempenho das baterias dos clientes. Em seguida, eles realizam cálculos e desenvolvem materiais personalizados (se necessário) antes da produção. Como as equipes de energia elétrica da H.B. Fuller estão localizadas em todo o mundo, os clientes podem trabalhar em estreita colaboração com engenheiros em sua região para garantir que o produto final atenda às suas necessidades.

Preparando-se para o Futuro das Baterias de Veículos Elétricos

As equipes de pesquisa e desenvolvimento da H.B. Fuller trabalham para aprimorar o EV Protect 4006 para usos atuais. “Mesmo que o produto seja nosso principal trabalho, estamos observando-o de perto,” diz Valverde. “O que mais podemos fazer para torná-lo melhor para nossos clientes? Ele não está imune a atualizações.”

As equipes também estão considerando como o produto se encaixa nas necessidades futuras de baterias de VE e armazenamento de eletricidade. Uma parte fundamental disso é antecipar, não reagir, às mudanças. Os especialistas em energia elétrica da H.B. Fuller monitoram o mercado em busca de mudanças no design e nos requisitos das baterias, incluindo materiais inovadores, mudanças na posição e forma das células da bateria e aumento na quantidade de energia que se espera que as baterias consumam.

Por exemplo, as empresas de VE podem começar a solicitar baterias com maior autonomia para atrair mais consumidores. Sabendo disso, a equipe pode ajustar seu trabalho para se concentrar em como retardar o envelhecimento das células e incluir mais células em cada bateria.

A composição das células das baterias de VE pode mudar nos próximos anos. Os especialistas da H.B. Fuller estimam que algumas empresas podem abandonar as células de íon de lítio líquido em favor das células de íon de lítio de estado sólido quando a tecnologia estiver prontamente disponível. Embora as células de íon de lítio de estado sólido reduziriam os riscos de incêndio da bateria, a mudança não eliminaria a necessidade de controle de temperatura. Além disso, os especialistas antecipam que as células de íon de sódio poderiam substituir as células de íon de lítio em baterias de VE como um material mais sustentável e econômico. Muitas questões permanecem sobre como fazer encapsulantes que otimizem essas soluções emergentes.

A equipe usa pesquisas de mercado para considerar novas direções para o EV Protect 4006. O produto versátil provavelmente mudará à medida que o mercado evolui e novas descobertas científicas surgem.

Considerando o Fim de Vida das Baterias de VE

Os veículos elétricos não são uma invenção recente, mas seus equivalentes a gasolina dominaram a indústria automobilística por muito tempo. No entanto, avanços recentes na tecnologia de baterias e crescentes preocupações ambientais aumentaram a popularidade dos veículos elétricos. À medida que mais VEs entram no mercado, a questão do que fazer com as baterias de VE quando os consumidores terminam de usá-las ganha importância.

Os especialistas da H.B. Fuller estão pesquisando como recuperar as células da bateria do encapsulante endurecido para revenda e reutilização. Embora a extração mecânica das células seja possível, consome grandes quantidades de energia - algo que os pesquisadores esperam evitar. Eles estão considerando maneiras de separar ou degradar o material conforme necessário.

A H.B. Fuller e os Adesivos Sustentáveis

O EV Protect 4006 é um exemplo de como as soluções adesivas da H.B. Fuller avançam a sustentabilidade. Em outras indústrias, como embalagens, higiene e marcenaria, as equipes da H.B. Fuller encontraram maneiras de reduzir o impacto ambiental dos produtos, possibilitar práticas de fabricação mais sustentáveis e ajudar os consumidores a adotar estilos de vida mais sustentáveis. Para mais informações, consulte nosso Relatório de Sustentabilidade de 2023.

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