استخدام الهلام الهوائي في فواصل بطاريات المركبات الكهربائية

في مجال بطاريات مركبات الطاقة الجديدة، يقود الهلام الهوائي تحسينات ثورية في سلامة البطارية وكثافة الطاقة وعمرها الافتراضي بفضل خصائصه المتمثلة في "العزل الحراري على المستوى النانوي، وخفة الوزن الفائقة، ومقاومة اللهب العالية، ومقاومة الظروف البيئية القاسية".

بعد تشغيل البطاريات لفترات طويلة، تتسبب التفاعلات الكيميائية المستمرة داخلها في ارتفاع درجة حرارتها بشكل ملحوظ، مما يُشكل خطر الاحتراق أو الانفجار. تستخدم وحدات البطاريات التقليدية فواصل بلاستيكية لعزل الخلايا، وهي فواصل غير عملية. فهي ليست ثقيلة وغير فعالة في الحماية فحسب، بل إنها أيضًا عرضة للانصهار والاشتعال عند ارتفاع درجة حرارة البطارية بشكل مفرط. أما هياكل اللباد الواقية الحالية فهي بسيطة وعرضة للتشوه، مما يمنع التلامس الكامل مع حزمة البطارية. كما أنها لا توفر عزلًا حراريًا كافيًا أثناء ارتفاع درجة الحرارة الشديد. ويُبشر ظهور مواد مركبة من الهلام الهوائي بحل هذه المشكلة الحرجة.

تُعزى حوادث الحريق المتكررة في مركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي إلى عدم كفاية العزل الحراري للبطاريات. وتلعب خصائص العزل الحراري ومقاومة اللهب لمادة الأيروجيل دورًا هامًا في بطاريات هذه المركبات. يُمكن استخدام الأيروجيل كطبقة عازلة حراريًا داخل وحدات البطارية، مما يُقلل بشكل فعال من توصيل الحرارة وتبديدها، وبالتالي يمنع مخاطر السلامة مثل ارتفاع درجة حرارة البطارية وانفجارها. كما يُستخدم أيضًا كعازل حراري وممتص للصدمات بين وحدات البطارية وأغلفتها، بالإضافة إلى كونه طبقة عازلة خارجية للبرودة ودرجات الحرارة العالية لصناديق البطاريات. وبفضل مرونته وسهولة قصه، يُعد الأيروجيل مناسبًا للحماية الحرارية بين وحدات البطاريات ذات الأشكال غير المنتظمة وصناديقها، مما يُحسّن كفاءة البطارية ويُقلل من استهلاك الطاقة.

سيناريوهات تطبيق محددة لـالهلام الهوائيفي بطاريات مركبات الطاقة الجديدة:

1. إدارة الحرارة للبطارية: تعمل خصائص العزل الحراري العالية للهلام الهوائي على تقليل انتقال الحرارة بشكل فعال أثناء شحن وتفريغ حزمة البطارية، مما يحسن الاستقرار الحراري، ويمنع الهروب الحراري، ويطيل عمر البطارية، ويعزز السلامة.

2. الحماية العازلة: توفر خصائص العزل الممتازة أمانًا إضافيًا لدوائر البطارية الداخلية، مما يقلل من مخاطر الحريق الناجمة عن الدوائر القصيرة.

3. تصميم خفيف الوزن: تساعد خصائص الأيروجيل فائقة الخفة على تقليل الوزن الإجمالي للبطارية، مما يؤدي إلى تحسين نسبة كفاءة الطاقة ومدى قيادة المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة.

4. تعزيز القدرة على التكيف مع البيئة: يحافظ الهلام الهوائي على أداء مستقر في ظروف درجات الحرارة القصوى، مما يتيح للبطاريات العمل بشكل موثوق في المناطق الباردة أو الحارة ويوسع نطاق تطبيق مركبات الطاقة الجديدة.

في صناعة سيارات الطاقة الجديدة، لا تعالج مواد العزل المصنوعة من الهلام الهوائي مخاوف السلامة المتعلقة بنظام البطارية فحسب، بل تستفيد أيضًا من خصائصها المقاومة للهب لتطبيقات السيارات الداخلية.مواد الأيروجيليمكن دمجها في هياكل المركبات مثل الأسقف وإطارات الأبواب وأغطية المحركات، مما يوفر عزلًا حراريًا للمقصورة وفوائد في توفير الطاقة.

إن استخدام الهلام الهوائي في بطاريات مركبات الطاقة الجديدة لا يعزز سلامة البطارية وأدائها فحسب، بل يوفر أيضًا ضمانات حاسمة للسلامة والموثوقية العامة لمركبات الطاقة الجديدة.