ES3041631T3

ES3041631T3 - Flexible multilayer material resistant to explosion of an electric battery

Info

Publication number: ES3041631T3
Application number: ES23203296T
Authority: ES
Inventors: Dogan Ogreten; Adrien Daude; Cédric Huillet; Paul Douaneau
Original assignee: Jehier
Current assignee: Jehier
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2023-10-12
Publication date: 2025-11-13
Anticipated expiration: 2043-10-12
Also published as: FR3140769A1; US20240123705A1; FR3140769B1; CA3216589A1; JP2024058621A; EP4353472B1; CN117885404A; EP4353472A1

Abstract

La invención se refiere a un material multicapa que comprende n unidades básicas, donde n es un número natural distinto de cero. Una unidad básica consiste en un laminado que comprende, en orden: - una capa (7) de resina de silicona reticulada que contiene partículas de grafito expandibles a una temperatura superior a la de reticulación de dicha resina; - una capa (5) de tejido o punto de sílice o alúmina impregnado, cuyos intersticios están impregnados con una resina de silicona reticulada que contiene partículas de grafito expandibles a una temperatura superior a la de reticulación de dicha resina; donde: - el número n de unidades básicas está comprendido entre 1 y 5 inclusive; - la n-ésima unidad básica está cubierta con otra capa (7') de resina de silicona reticulada que también contiene partículas de grafito expandibles a una temperatura superior a la de reticulación de dicha resina, de manera que se forma un laminado compuesto por capas alternas de resina y de una capa de tejido o punto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Material multicapa flexible, resistente a la explosión de una batería eléctrica

Sector Técnico

La invención se refiere al sector de las baterías eléctricas.

La invención se refiere más precisamente a un material multicapa susceptible de servir como blindaje mecánico y térmico para una aplicación en baterías eléctricas.

Estado de la técnica anterior

Numerosos sectores requieren la utilización de una protección mecánica y térmica.

En particular, la protección de las baterías (véase, por ejemplo, la Patente US2021/013460A1), especialmente de las baterías de iones de litio, es actualmente un problema importante para la seguridad y la fiabilidad de los vehículos de transporte eléctricos o híbridos, independientemente del sector relacionado (automoción, en particular vehículos ligeros, vehículos pesados, autobuses o autocares, aeronáutica, ferrocarriles, naval, etc.).

De hecho, las baterías de los vehículos eléctricos pueden, en determinadas condiciones, sufrir un fenómeno de fuga térmica incontrolable que provoca la explosión de la batería en unos segundos.

Esta explosión, además del efecto de onda expansiva, se acompaña de una proyección de partículas que tienen una temperatura que puede superar los 1500 °C. Esto se conoce como fenómeno de“blast’,según la terminología anglosajona.

Por esta razón, se colocan blindajes mecánicos y térmicos sobre y/o alrededor del conjunto que constituye la batería, con el fin de limitar la onda expansiva de la explosión y la proyección de partículas calientes.

La mayoría de los blindajes existentes actualmente se basan en placas de mica.

Estas placas de mica permiten garantizar eficazmente la integridad mecánica y térmica del blindaje y, en consecuencia, protegen todo lo que lo rodea.

Sin embargo, las placas de mica son mecánicamente rígidas.

De este modo, en particular cuando la batería tiene una forma compleja o presenta numerosas curvas o zonas angulares, el blindaje se forma mediante el corte de las placas de mica en fragmentos de dimensiones adecuadas que, a continuación, se ensamblan sobre los diferentes huecos y relieves de la batería, y se unen unos a otros.

Además de que este proceso de adaptación del blindaje, compuesto por placas de mica cortadas a la forma de la batería, requiere mucho tiempo, puede haber zonas de debilidad en cuanto a la protección mecánica y térmica en las uniones entre cada placa de mica.

Con el objetivo de evitar la presencia de zonas de debilidad, ya se ha propuesto fabricar un molde con la forma de la batería, que posteriormente se utiliza para formar un blindaje de un material compuesto, que consta de plaquetas de mica incrustadas en una resina. El endurecimiento de la resina permite formar el blindaje rígido de mica.

Sin embargo, la fabricación del blindaje sigue requiriendo mucho tiempo y, sobre todo, se debe fabricar un molde específico para cada forma de batería.

Por otra parte, también se conocen materiales multicapa para la protección térmica. Estos materiales multicapa presentan la ventaja de ser flexibles y, por lo tanto, adaptables a cualquier forma, ya sea para objetos o personas.

Un material multicapa que se emplea habitualmente para este fin está formado de un tejido de sílice revestido sobre, como mínimo, una de sus caras, de una resina de silicona reticulada.

Por ejemplo, se puede consultar el documento de Patente KR102349628B1, que describe un blindaje contra incendios compuesto por un material multicapa compuesto por un tejido de sílice revestido de una capa de resina de silicona con, opcionalmente, retardadores de llama, tales como partículas de hidróxido de alúmina, de hidróxido de magnesio, de sílice, a base de fósforo, de cerámica o de mezclas de los mismos. Sin embargo, este material multicapa no soporta las condiciones mecánicas y térmicas altamente restrictivas de un fenómeno de“blast’de batería eléctrica.

Un objetivo de la invención es resolver, como mínimo, uno de los inconvenientes mencionados anteriormente.

En particular, un objetivo de la invención es proponer una solución susceptible de formar un blindaje mecánico y térmico capaz de resistir el fenómeno de“blast’de una batería eléctrica, capaz de adaptarse a cualquier geometría de batería sin ninguna otra dificultad.

Características de la invención

Para lograr, como mínimo, uno de estos objetivos, la invención propone un material multicapa que comprende n unidades de base, siendo n un número entero natural distinto de cero, consistiendo una unidad de base en un material laminado que comprende, en orden:

- una capa de resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible con una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina;

- una capa de tejido o de tejido de punto de sílice o de alúmina, estando el tejido o el tejido de punto dotado de intersticios impregnados con una resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina,

en el que:

- el número n de unidades de base está comprendido entre 1 y 5, ambos incluidos,

- la n-ésima unidad de base está revestida de otra capa de resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina, de manera que se forme un material laminado formado por una alternancia de una capa de resina y una capa de tejido o de tejido de punto.

La invención podrá comprender, como mínimo, una de las características siguientes, tomada sola o en combinación:

- el grosor de la unidad de base está comprendido entre 900 y 1150 pm;

- el número n de unidades de base está comprendido entre 1 y 3, ambos incluidos, y preferentemente es de 2 o 3;

- el material multicapa tiene un grosor total comprendido entre 1100 y 5950 pm;

- el material multicapa consta de un número n = 2 de unidades de base, para un grosor total comprendido entre 2000 y 2500 pm;

- el material multicapa consta de un número n = 3 de unidades de base, para un grosor total de entre 2900 y 3650 pm;

- la resina de silicona comprende una carga adicional elegida del grupo constituido por fibras cortas de sílice o de alúmina, partículas de sílice pirogénica, partículas de hidróxido de magnesio, vermiculita, partículas de arcilla, partículas de óxido de titanio, partículas de carburo de silicio o mezclas de dos o más de estas; - la resina de silicona, reticulada o no, comprende del 5 al 15 % en peso, con respecto al peso total de la resina, de partículas de grafito expansible, y comprende del 4 al 7 % en peso, con respecto al peso total de la resina, de sílice pirogénica;

- las partículas de grafito expansible tienen su dimensión más grande comprendida entre 80 y 110 pm, siendo preferentemente la dimensión más grande de 90 pm.

Breve descripción de las figuras

La [figura 1] representa un material multicapa, según la invención, según un ejemplo de realización;

la [figura 2] representa un material multicapa, según la invención, según otro ejemplo de realización;

la [figura 3] representa las diferentes etapas de un procedimiento de fabricación posible para obtener el material multicapa de la figura 1;

la [figura 4] representa las diferentes etapas de un procedimiento de fabricación posible para obtener el material multicapa de la figura 2;

la [figura 5] es un diagrama de una instalación experimental adaptada para ensayar el comportamiento del material multicapa de la reivindicación 1 en un ensayo de“blast’de una batería eléctrica.

Descripción detallada

La invención propone un material multicapa que comprende n unidades de base, siendo n un número entero natural distinto de cero, consistiendo una unidad de base en un material laminado que comprende, en orden: - una capa de resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina;

- una capa de tejido o de tejido de punto de sílice o de alúmina, estando el tejido o el tejido de punto dotado de intersticios impregnados con una resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina, en el que:

En la figura 1 se ha representado un ejemplo de material M1 multicapa, según la invención, que prevé una unidad de base (n = 1). De manera análoga, en la figura 2 se ha representado un ejemplo de material M2 multicapa, según la invención, que prevé dos unidades de base (n = 2).

Una capa 5, 5’ de tejido de sílice o de alúmina presenta habitualmente un grosor comprendido entre 420 y 460 pm. El tejido está formado a partir de fibras de sílice o de alúmina que forman hilos tejidos, por ejemplo, con un ligamento tafetán(“plain weave”,en inglés).

Un ejemplo de tejido de sílice utilizado para formar el material multicapa de la invención es un tejido de sílice comercializado con la referencia Valmiera® Glass, KA-300. Puede consultarse la ficha técnica de este producto para conocer todas las características de este tejido. No obstante, este tejido de sílice presenta las características principales siguientes: tejido constituido por hilos de 34x6 (urdimbre/trama) o 68x3 (urdimbre/trama) con filamentos de 6 pm de diámetro, ligamento tafetán con una longitud de pluma de 5 y 8 mm, tratado térmicamente con un acabado de aminosilano, resistencia a la tracción en la dirección de la urdimbre: mayor o igual a 700 N/25 mm, y en la dirección de la trama: mayor o igual a 600 N/25 mm, gramaje de 300 g/m2, grosor del orden de 440 pm.

Un ejemplo de tejido de alúmina que se puede utilizar para formar el material multicapa de la invención es un tejido de alúmina comercializado por la empresa 3M, con la referencia Nextel® 440.

La utilización de un tejido de sílice o de alúmina proporciona una gran flexibilidad, a la vez que cumple con los requisitos de resistencia mecánica y térmica en un ensayo de“blast’de una batería eléctrica.

Los intersticios de este tejido están todos impregnados con resina de silicona reticulada.

En consecuencia, las partículas de grafito expansible están presentes en todos los intersticios del tejido de sílice o de alúmina, y no solo en una parte de estos intersticios.

Para obtener la impregnación del tejido de sílice o de alúmina en todos sus intersticios, se utiliza entonces una resina de silicona líquida no reticulada durante la fabricación.

Por “resina líquida” se entiende una resina que tiene una viscosidad aparente comprendida entre 20 y 35 Pa.s.

Esta viscosidad se puede medir, en particular, mediante el procedimiento Brookfield (norma NF EN ISO 2555 - Plásticos - Resinas en estado líquido o en emulsión o dispersión - Determinación de la viscosidad aparente por el método del viscosímetro rotacional de un solo cilindro) con las condiciones de implementación siguientes:

De manera general, para fabricar la resina de silicona no reticulada, líquida, se puede prever la composición siguiente:

- dimetilsiloxano: de 65 a 75 partes en peso,

- vinilsiloxano: de 0 a 7 partes en peso (opcional)

- metilhidrogenosiloxano: de 15 a 25 partes en peso

- carga adicional: de 0 a 10 partes en peso (opcional)

- catalizador de platino: de 0,3 a 1 partes en peso

- grafito expansible: de 4 a 14 partes en peso

Opcionalmente, la resina de silicona puede contener, por consiguiente, una o varias cargas adicionales elegidas del grupo constituido por fibras cortas (es decir, fibras con una longitud menor o igual a 6 mm) de sílice o alúmina, partículas de sílice pirogénica, partículas de hidróxido de magnesio, vermiculita, partículas de arcilla tal como la montmorillonita, partículas de óxido de titanio, partículas de carburo de silicio (SiC) y mezclas de dos o más de estas. De este modo, por ejemplo, la resina de silicona, reticulada o no, puede comprender, en particular:

- del 5 al 15 % y, en particular, entre el 5 y el 10 % en peso, con respecto al peso total de la resina, de partículas de grafito expandido, y

- del 4 al 7 % en peso, con respecto al peso total de la resina, de sílice pirogénica. Durante la fabricación, los monómeros de dimetilsiloxano, metilhidrogenosiloxano y, cuando existe, vinilsiloxano, se reticulan.

Las partículas de grafito expansible tienen la propiedad de resistir temperaturas muy superiores a 1500 °C, en ausencia de oxígeno, como ocurre cuando están incrustadas en la resina de silicona reticulada.

Puesto que están integradas en la resina de silicona, que impregna el tejido de sílice en su núcleo, durante su expansión se mezclan estrechamente con las fibras de sílice, formando con estas fibras de sílice una auténtica barrera integral de un material resistente, como mínimo, a 1500 °C, reforzando, a su vez, la resistencia mecánica del tejido de sílice. Para ello, es necesario que las partículas de grafito estén en un estado no expandido en la silicona reticulada; dicho de otro modo, que la temperatura de reticulación de la resina de silicona sea inferior a la temperatura a la que las partículas de grafito comienzan a expandirse. Se puede tolerar una ligera expansión, por lo que esta temperatura a la que las partículas de grafito comienzan a expandirse debe entenderse como una temperatura a partir de la cual se observa una expansión notable y rápida de las partículas de grafito.

Habitualmente, las partículas de grafito expansible tienen la propiedad de comenzar a expandirse (aumento de volumen) notable y rápidamente a partir de una temperatura que puede estar comprendida entre 160 °C y 220 °C, e incluso a veces, más. Por lo tanto, es recomendable elegir una resina de silicona cuya temperatura de reticulación sea adecuada. Preferentemente, las partículas de grafito expansible tienen su dimensión más grande comprendida entre 80 y 110 pm, puesto que esto permite una distribución más homogénea de las partículas en la resina de silicona. Un ejemplo de partículas de grafito expansible que se pueden utilizar en la invención son las partículas de grafito comercializadas por la empresa NEOGRAF® Solutions, con la marca GrafGuard®, grado 210-200N (el primer número, es decir, 210, indica la temperatura crítica a partir de la cual el grafito comienza a expandirse, es decir, 210 °C, y el segundo número, es decir, 200, es una referencia que designa partículas calificadas como de pequeño tamaño, es decir, en el intervalo comprendido entre 80 y 110 pm).

Se comprende que cuanto mayor sea el número n de unidades de base del material multicapa, más aumenta la resistencia al fenómeno de“blast’de una batería eléctrica.

Sin embargo, cuanto mayor sea el número n de unidades de base del material multicapa, mayor es la pérdida de flexibilidad. De hecho, si bien el tejido proporciona una gran flexibilidad, el grosor total y, por lo tanto, la cantidad de resina reticulada utilizada influyen en dicha flexibilidad.

Por esta razón, se prefiere que el número n de unidades de base no sea superior a 5.

Cuando se busca una envoltura muy compacta de la batería, es preferente que el número n de unidades de base esté comprendido entre 1 y 3. Y cuando, además, se desea mejorar la resistencia al fenómeno de“blast’de una batería eléctrica, es preferente entonces elegir n = 2 o 3 unidades de base.

Todos los comentarios realizados anteriormente sobre la resina de silicona se refieren, no solo a la resina impregnada en el tejido de sílice, sino también a la resina susceptible de ser utilizada para formar las otras capas.

También es ventajoso que la resina de silicona utilizada sea la misma durante toda la fabricación del material multicapa. Esto facilita la fabricación. Sin embargo, es perfectamente posible tener diferentes composiciones, siempre que, en el estado no reticulado, estas resinas sean líquidas, para impregnar todos los intersticios del tejido de sílice o de alúmina.

En función del número de unidades de base, comprendido entre 1 y 5, y de las elecciones realizadas para cada capa (grosor del tejido, cantidad de resina depositada) de capas del material multicapa, este último tendrá un grosor total comprendido habitualmente entre 1100 y 5950 pm.

Finalmente, cabe destacar que el tejido puede ser sustituido por un tejido de punto, es decir, se puede utilizar un tejido de punto de sílice o de alúmina.

Ejemplo n.° 1 de realización de la invención

A continuación, se describe, basándose en la figura 3, un procedimiento de fabricación de un material multicapa según la invención y, más específicamente, el material multicapa representado en la figura 1 (n = 1 unidad de base).

El tejido utilizado es un tejido de sílice comercializado con la referencia Valmiera® Glass KA-300, cuyas principales propiedades se han descrito anteriormente. El tejido 1 se puede ver en la figura 2, etapa a).

A continuación, este tejido se impregna mediante un recubrimiento con 350 g/m2 de resina de silicona no reticulada sobre la cara 3 del tejido 1, expuesta al rodillo 2 de recubrimiento (la cara 4 del tejido 1 no está expuesta al rodillo 2 de recubrimiento). La posición del rodillo de recubrimiento antes del recubrimiento propiamente dicho se muestra en la figura 2, etapa a). Para fabricar la resina de silicona líquida no reticulada, se prevé la siguiente composición:

- dimetilsiloxano: 69 partes en peso,

- vinilsiloxano: 6 partes en peso,

- metilhidrogenosiloxano: 20 partes en peso,

- sílice pirogénica: 4,5 partes en peso,

- catalizador de platino: 0,5 partes en peso,

- grafito expansible: 7 partes en peso.

No se utiliza ningún disolvente o diluyente.

La viscosidad se midió por el procedimiento Brookfield en las condiciones especificadas anteriormente, pero que se recuerdan a continuación:

T l 21

La cantidad de resina de silicona depositada permite impregnar el tejido 5, en todos sus intersticios y, por otra parte, formar al mismo tiempo una capa 7 de resina de silicona que sobresale del tejido.

El conjunto así obtenido se coloca en un horno a 200 °C para reticular la resina. La resina no se contrae durante su reticulación. La figura 2, etapa b), representa el tejido 5 impregnado con la resina de silicona reticulada, con la capa 7 de resina de silicona por encima.

Por lo tanto, la figura 2, etapa b), representa una unidad de base del material multicapa.

A continuación, esta unidad de base es volteada, lista para ser recubierta. Esto está representado en la figura 2, etapa c).

A continuación, se realiza un recubrimiento con la misma resina de silicona no reticulada sobre la cara 4 opuesta a la capa 5 de tejido de la unidad de base, a razón de 700 g/mF. En esta etapa, se obtiene un conjunto con las capas 7, 5 y 7”.

El conjunto así obtenido se vuelve a meter en el horno a 200 °C para reticular toda la resina de silicona no reticulada. Esto da como resultado el material M1 multicapa deseado, tal como está representado en la figura 2, etapa d). El material M1 multicapa se presenta en forma de un material laminado formado por una alternancia de una capa de resina y una capa de tejido.

El material M1 multicapa finalmente obtenido (n = 1 unidad de base) presenta un grosor total comprendido entre 1100 y 1350 pm.

Ejemplo n.° 2 de realización de la invención

En este caso, las etapas a), b) y c) de la figura 4 (n = 2 unidades de base) repiten las etapas a), b) y c) de la figura 3 (n = 1 unidad de base).

A continuación, se prevén etapas adicionales.

De este modo, se aplica un recubrimiento de la misma resina de silicona no reticulada sobre la cara 4 opuesta del tejido 5, a razón de 700 g/m2. Sin embargo, no se produce ninguna reticulación. Se obtiene entonces el conjunto representado en la figura 4, etapa d’).

A continuación, se recupera una parte del conjunto obtenido en la etapa b).

Este último se aplica a continuación a la capa 7’ del conjunto obtenido en la etapa b). El conjunto así obtenido se mete de nuevo en el horno a 200 °C para reticular toda la resina de silicona no reticulada.

Se obtiene a continuación el material M2 multicapa representado en la figura 4, etapa e’), constituido por, de abajo arriba:

- una primera unidad de base, formada por una capa 7 de resina reticulada revestida con un tejido 5 de sílice impregnado con resina de silicona reticulada;

- una segunda unidad de base, formada por una capa 7’ de resina reticulada revestida de un tejido 5’ de sílice impregnado con resina de silicona reticulada; y

- otra capa 7” de resina reticulada.

El material M2 multicapa se presenta en forma de un material laminado formado por una alternancia de una capa de resina y una capa de tejido.

Este material multicapa (n = 2 unidades de base) presenta un grosor total comprendido entre 2000 y 2500 pm.

Otros ejemplos de realización de la invención

Cabe señalar que para fabricar un material multicapa que consta de n = 3, 4 o incluso 5 unidades de base, las etapas adicionales descritas basándose en el ejemplo n.° 2 de realización de la invención deben repetirse tantas veces tal como sea necesario, es decir, 1,2 o 3 veces seguidas.

Habitualmente, un material multicapa según la invención con n = 3 unidades de base presentará un grosor total comprendido entre 2900 y 3650 pm.

Habitualmente, un material multicapa según la invención con n = 4 unidades de base presentará un grosor total comprendido entre 3800 y 4800 pm.

Habitualmente, un material multicapa según la invención con n = 5 unidades de base presentará un grosor total comprendido entre 4700 y 5950 pm.

Ensayo de blast (explosión)

Un “ensayo deblast’es, en el presente texto, un ensayo realizado en condiciones extremas que reproducen las peores condiciones que podrían darse durante la explosión de una batería de iones de litio, es decir, una proyección de partículas fundidas a una temperatura de 1500 °C.

En la figura 5 se representa un diagrama simplificado de la instalación experimental utilizada para realizar el “ensayo deblast’.

Tal como se observa en la figura 3, una muestra 20 de 250 mm x 250 mm del material que va a someterse a ensayo se coloca en un bastidor 10 de aluminio EN AW-5182. Un sistema 30 de proyección de las partículas se coloca a una distancia de 30 mm (distancia de impacto) y se centra en la zona de impacto 40 deseada para reproducir el fenómeno de“blast’.El sistema 30 de proyección de partículas es un cohete pirotécnico cuyas características son las siguientes: distancia de efecto comprendida entre 4 y 5 m, alcance lateral comprendido entre 1,5 y 2,5 m, nivel de presión sonora de 94 dB (Almax) a 3 m, y que consta de partículas susceptibles de formar partículas incandescentes a 1500 °C. El nivel de presión sonora permite calcular la velocidad de las partículas a 3 m y, por lo tanto, indirectamente, esta velocidad, a la distancia de impacto (30 mm).

Se inicia el sistema de proyección 1 de partículas. La duración de la proyección de las partículas incandescentes está limitada a 20 segundos, duración al final de la cual el sistema se detiene automáticamente si la muestra no se perfora antes.

Si la muestra se perfora antes de la duración de la proyección de 20 segundos, se observa el tiempo en que tiene lugar la perforación. En este caso, se considera que la muestra no ha alcanzado la resistencia a“blast’deseada.

Si al cabo de los 20 segundos la muestra no se ha perforado, se considera que la muestra ha alcanzado la resistencia a“blast’deseada.

Resultados del ensayo de blast

El material multicapa representado en la figura 1 (n = 1 unidad de base) fue objeto de un “ensayo deblast’,que se superó con éxito. Además, resultó ser suficientemente flexible como para adaptarse incluso a las propias formas complejas o curvadas de la batería eléctrica.

El material multicapa representado en la figura 2 (n = 2 unidades de base) también fue objeto de un “ensayo deblast’,que se superó con éxito. Además, resultó ser lo suficientemente flexible como para adaptarse a las propias formas complejas o curvadas de la batería eléctrica. Se sometieron a ensayo otros materiales, a modo de ejemplos comparativos (ejemplos comparativos 1 a 5).

Ejemplo comparativo 1

Se fabricó un material multicapa procediendo como en “el ejemplo n.° 1 de realización de la invención” (una sola unidad de base), pero utilizando una resina de silicona que no contiene partículas de grafito expansible. Por lo tanto, la única diferencia con respecto al ejemplo n.° 1 es la ausencia de partículas de grafito.

El ensayo deblastfue un fracaso.

Ejemplo comparativo 2

Se fabricó un material multicapa procediendo como en “el ejemplo n.° 2 de realización de la invención” (dos unidades de base), pero utilizando una resina de silicona que no contiene partículas de grafito expansible. Por lo tanto, la única diferencia con respecto al ejemplo n.° 2 es la ausencia de partículas de grafito.

El ensayo deblastfue un fracaso.

Ejemplo comparativo 3

Se fabricó un material multicapa utilizando uno de los “otros ejemplos de realización de la invención” (tres unidades de base), utilizando una resina de silicona que no contiene partículas de grafito expansible.

También en este caso, el ensayo deblastfue un fracaso.

Ejemplo comparativo 4

Se consideró un material multicapa de la técnica anterior constituido por una placa de mica del tipo de “Mica board Vonroll shield T18®”, comercializada por la empresa VonRoll.

El ensayo deblastfue un fracaso.

Además, esta placa es demasiado rígida para adaptarse a las formas complejas o curvadas de una batería eléctrica, sin realizar cortes o aplicar un método que implique un molde.

Ejemplo comparativo 5

Se consideró en este caso un material multicapa de la técnica anterior constituido por dos placas de mica, cada una del tipo de “Mica board Vonroll shield T18®”, comercializada por la empresa VonRoll.

El ensayo deblastse superó con éxito.

Sin embargo, este conjunto de dos placas es, por supuesto, demasiado rígido para adaptarse a las formas complejas o curvadas de una batería eléctrica, sin realizar cortes ni aplicar un método que implique un molde.

Los ejemplos comparativos 1 a 3 demuestran claramente la ventaja de la presencia de partículas de grafito expandido en la resina de silicona, por lo demás con una distribución homogénea, en particular en todo el grosor del tejido de sílice. Sin esto, no puede superarse con éxito el ensayo deblast.

Además, si bien el material multicapa según la invención ha superado con éxito el ensayo deblastincluso con una unidad de base y su comportamiento solo puede mejorar con unidades de base adicionales, también se observa que aumentar el número de unidades de base en los ejemplos comparativos no permite necesariamente superar con éxito el ensayo deblast.

En cuanto a la solución de placa de mica, se observa que se requiere un grosor mínimo para superar con éxito el ensayo deblast.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Material multicapa, que comprende n unidades de base, siendo n un número entero natural distinto de cero, consistiendo una unidad de base B en un material laminado que comprende, en orden:

- una capa (7) de resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina;

- una capa (5) de tejido o de tejido de punto de sílice o de alúmina impregnada, estando el tejido o el tejido de punto dotado de intersticios impregnados con una resina de silicona reticulada que comprende partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina;

en el que:

- el número n de unidades de base está comprendido entre 1 y 5, ambos incluidos;

- la n-ésima unidad de base está recubierta con otra capa (7’) de resina de silicona reticulada que comprende también partículas de grafito expansible a partir de una temperatura superior a la temperatura de reticulación de dicha resina, de manera que se forme un material laminado formado por una alternancia de una capa de resina y una capa de tejido o de tejido de punto.

2. Material multicapa, según la reivindicación 1, en el que el grosor de la unidad de base está comprendido entre 900 y 1150 pm.

3. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el número n de unidades de base está comprendido entre 1 y 3, ambos inclusive, y preferentemente es de 2 o 3.

4. Material multicapa, según la reivindicación anterior, que tiene un grosor total comprendido entre 1100 y 5950 pm.

5. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que consta de un número n = 2 de unidades de base para un grosor total comprendido entre 2000 y 2500 pm.

6. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que consta de un número n = 3 de unidades de base para un grosor total de entre 2900 y 3650 pm.

7. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la resina de silicona comprende una carga adicional elegida del grupo constituido por fibras cortas de sílice o de alúmina, partículas de sílice pirogénica, partículas de hidróxido de magnesio, vermiculita, partículas de arcilla, partículas de óxido de titanio, partículas de carburo de silicio (SiC) y mezclas de dos o más de estas.

8. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la resina de silicona, reticulada o no, comprende:

- del 5 al 15 % en peso, con respecto al peso total de la resina, de partículas de grafito expandido, y - del 4 al 7 % en peso, con respecto al peso total de la resina, de sílice pirogénica.

9. Material multicapa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de grafito expansible tienen su dimensión más grande comprendida entre 80 y 110 pm, siendo preferentemente la dimensión más grande de 90 pm