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No design estrutural dos pacotes de bateria e módulos de armazenamento de energia, a fita de fólia de cobre retardante muitas vezes aparece no BOM: é necessário escudo e fundamento entre células de bateria, isolamento e isolamento eletromagnético são necessários dentro do módulo, e a fita de fólia de cobre tornou-se um material auxiliar comum devido à sua condutividade simultânea, escudo e certa retardança de chama.
Durante a revisão da seleção, o fornecedor forneceu um relatório de teste para "UL94 V-0" e o material passou. Os engenheiros classificam esta fita como um "material retardante de chamas" psicológicamente, e na discussão de design de proteção térmica de fuga, ela é considerada como parte de uma "barreira retardante de chamas". Essa classificação não é problemática no nível de conformidade, mas há um limite que precisa ser clarificado no nível funcional: V-0 prova "auto-extinção ao deixar o fogo", não "bloqueio do calor".
Condições de ensaio para V-0: chama pequena, contato curto, combustão vertical
O método de teste para UL94 V-0 envolve pendurar a amostra verticalmente, contactando o extremo inferior da amostra com uma chama de metano padrão (aproximadamente 50W) por 10 segundos, depois movendo a chama para longe e gravando o tempo restante da chama. Os critérios de qualificação são: chama residual ≤ 10 segundos por teste, chama residual total ≤ 50 segundos para 5 amostras, e nenhuma fibra de algodão que queima.
Perguntas a responder por V-0
Este teste avalia a capacidade de autoextinção dos materiais após contato a curto prazo com pequenas chamas. A potência da chama é de cerca de 50 W, o tempo de contato é de 10 segundos, e a quantidade total de entrada de calor é limitada. A pergunta V-0 precisa responder é: O material continuará a queimar depois de ser ignitado, e vai espalhar o fogo para outros lugares.
Condição térmica de fuga: acima de 1000 ° C, durando dezenas de segundos a minutos
A condição de trabalho da fuga térmica de células de bateria não está no mesmo nível que o teste V-0. Tomando como exemplo as células de bateria ternárias de lítio, após o desencadeamento de fuga térmica, a temperatura interna da célula pode rapidamente subir para mais de 800 ° C-1000 ° C. A chama e partículas de alta temperatura pulverizadas da válvula de alívio de pressão podem alcançar uma temperatura de mais de 1000 ° C, com uma duração de dezenas de segundos a minutos, e uma densidade de fluxo de calor muito maior que a de uma pequena chama de 50W.
Sob essa entrada de calor, o material não está enfrentando o problema de "se ele vai auto-extinguir", mas o problema de "quanto tempo ele vai queimar e se o calor será transferido para células adjacentes". As condições de ensaio para V-0 não incluem o termo "fluxo de calor de alta temperatura sustentado", portanto os resultados de ensaio de V-0 não podem ser utilizados para inferir o tempo de isolamento ou capacidade de bloqueio do material sob chamas termicamente desligadas.
A verdadeira fronteira do papel da fita de folha de cobre retardante em baterias
Ao esclarecer o significado de V-0, o papel da fita de folha de cobre retardante em chamas em embalagens de bateria pode ser posicionado com mais precisão.
Ele pode fazê-lo
Fornecer funções de escudo e fundamento em cenários em que a célula de bateria esteja funcionando normalmente e vivenciando sobrecarga localizada; Em caso de incêndio de pequena escala localizado (como ligação de conectores ou corto circuito de conectores), o próprio material não sustenta ativamente a combustão, auto-extingui-se ao acender e não se torna combustível adicional para propagação de chamas; Fornecer certa isolamento elétrico e isolamento eletromagnético dentro do módulo.
Não pode fazer isso
Bloqueam as chamas e partículas de alta temperatura que causam fuga térmica de células de bateria; Manter a integridade estrutural e a capacidade de isolamento sob fluxo de calor de alta temperatura sustentado; Pode substituir materiais de barreira térmica profissionais como aerogel, placa de mica e borracha de silicone cerâmico. Colocar fita de folha de cobre retardante em uma posição que bloqueia a propagação da fuga térmica é um uso abusivo de sua habilidade. Deve ser colocado na posição de "proteção, fundamento e assistência à isolação", e a função de barreira térmica é empreendida por materiais de barreira térmica especializados.
Outra questão com fólia de cobre em cenários de fuga térmica: condutividade térmica em vez de isolamento
Foil de cobre é um excelente condutor térmico com uma condutividade térmica de aproximadamente 400 W/(m · K). No cenário de fuga térmica, esta característica é negativa: se a fita de folha de cobre cruzar a área entre a célula de fuga térmica e as células adjacentes, a folha de cobre irá rapidamente conduzir calor da área de fuga térmica para a área adjacente, acelerando a propagação do calor em vez de bloqueá-la.
Essas são duas dimensões independentes da "retardança da chama". V-0 avalia o comportamento de combustão, não o comportamento de condutividade térmica. Uma fita de folha de cobre V-0 pode se tornar uma "ponte" para propagação de calor em cenários de fuga térmica devido à alta condutividade térmica da folha de cobre. É também por isso que no design da proteção térmica de fuga, o uso de materiais de fólia de cobre precisa ser coordenado com materiais de barreira térmica, em vez de ser exclusivamente responsável pela função de isolamento.
Juízo de seleção baseado em "posição x de barreira térmica de grau x"
Primeiro, posição UL94 V-0 como um "atributo de conformidade" em vez de um "desempenho de barreira térmica"
V-0 é uma certificação do comportamento de combustão de materiais em condições específicas de teste, que responde "se o material é fácil de sustentar a combustão" e não responde "quanto calor o material pode bloquear". Na discussão de design de proteção térmica de fuga, V-0 não pode substituir os dados de desempenho das barreiras térmicas (como condutividade térmica, capacidade de calor específica, queimadura através do tempo, curva de aumento da temperatura de trás).
Em segundo lugar, diferenciar os requisitos funcionais dos materiais baseados em seus lugares de aplicação, em vez de cobrir todos os lugares com um material
As posições de escudo e fundo entre as células de bateria, bem como a condutividade e a conformidade V-0 da fita de fólia de cobre retardante em chamas, são os principais requisitos; Materiales de barreira térmica profissionais como aerogel, placa de mica ou materiais de cerâmica são necessários na posição de bloqueio da transmissão de fuga de calor entre o núcleo elétrico e o núcleo elétrico. Os dois materiais desempenham seus respectivos papeis na estrutura, e "fita de fólia de cobre V-0" não pode substituir os materiais de barreira térmica.
Em terceiro lugar, ao usar fita de fólia de cobre em todas as regiões, avaliar o impacto de seu caminho de condutividade térmica na propagação de calor
Se a fita de folha de cobre atravessa a área entre a zona de alto risco de fuga térmica e células adjacentes, a condutividade térmica da folha de cobre pode acelerar a propagação térmica. Nesse caso, é necessário considerar adicionar o design de bloqueio térmico no caminho da fólia de cobre (como desconectar a fólia de cobre, adicionar camada de isolamento), ou utilizar materiais condutivos com menor condutividade térmica.
Em quarto lugar, no projeto geral de proteção térmica do pacote de bateria, a fita de folha de cobre retardante de chama deve ser gerida como um "material auxiliar" em vez de uma "barreira de segurança"
Sua conformidade V-0 ajuda a passar o teste de combustão inteiro do pacote e a revisão da conformidade material, mas não assume a função de bloquear a propagação da fuga térmica. O limite de segurança para a proteção térmica de fuga é determinado por materiais de barreira térmica especializados e design estrutural.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto de fita de folha de cobre retardante de chama cobre um sistema de camadas adesivas de retardante de chama sem fósforo, com estruturas condutivas simples e duplas disponíveis. Ela pode fornecer dados de conformidade para "V-0 @ espessura especificada", instruções para o sistema de retardante de chama da camada adesiva e recomendações de avaliação para espessura de folha de cobre e caminho de condutividade térmica.
O produto é posicionado como uma função auxiliar de escudo, fundamento e isolamento em embalagens de bateria e módulos de armazenamento de energia, ajudando os engenheiros a fazer uma distinção clara entre conformidade e posicionamento funcional. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.