Compuestos poliméricos ignífugos avanzados

Los vehículos eléctricos han revolucionado la movilidad mundial, pero su creciente adopción exige que la industria refuerce las medidas de seguridad. Uno de los principales retos en el diseño de vehículos eléctricos es prevenir la fuga térmica, una peligrosa reacción en cadena que ocurre cuando una celda de batería se sobrecalienta, lo que puede provocar que las celdas adyacentes se incendien y que el fuego se propague rápidamente por todo el paquete de baterías. En TE Connectivity, nuestros especialistas en ciencia de materiales han desarrollado una solución innovadora que no solo resiste el fuego, sino que también se transforma al entrar en contacto con él.

El equipo de ciencia de los materiales del Centro de Tecnología Corporativa (CTC) de TE Connectivity desarrolló este avanzado material compuesto de polímeros resistentes al fuego para utilizarlo como barrera aislante, por ejemplo, entre los módulos de baterías de vehículos eléctricos. En condiciones normales de funcionamiento, se comporta como un plástico: es fácil de procesar y moldear, puede ofrecer flexibilidad mecánica y es compatible con técnicas de fabricación convencionales, como el moldeo por inyección y la extrusión. Sin embargo, ante temperaturas extremas, como las que se producen durante el incendio de una batería, el material se transforma sin desplazarse de su posición original.

Mediante una reacción química cuidadosamente diseñada que ocurre en el propio material, los rellenos inorgánicos reactivos interactúan con la matriz polimérica para formar una capa protectora densa, similar a la cerámica y sin grietas. Esta capa resiste la exposición directa a las flamas a temperaturas de hasta 1,200 °C durante al menos 10 minutos, sin perder sus propiedades de aislamiento estructural. En aplicaciones de baterías para vehículos eléctricos, este tipo de barrera podría ayudar a reducir el riesgo de propagación del fuego durante un episodio de fuga térmica. 

Hasta ahora, los ingenieros que diseñaban sistemas de protección contra incendios debían encontrar un equilibrio entre propiedades que resultaban difíciles de conciliar. Las barreras cerámicas tradicionales son frágiles, propensas a agrietarse ante cambios bruscos de temperatura (choque térmico) y difíciles de fabricar en formas complejas. Las soluciones a base de mica, aunque son eficaces, tienen un costo considerablemente mayor y presentan dificultades de fabricación. Por su parte, los materiales poliméricos convencionales simplemente se funden o pierden su estructura cuando se exponen al fuego, justo cuando más se necesita protección.

El material compuesto de polímeros resistentes al fuego de TE Connectivity resuelve todos estos problemas al mismo tiempo:

• Flexibilidad y durabilidad: A diferencia de las cerámicas rígidas, este material conserva su flexibilidad antes de exponerse al fuego y puede doblarse hasta 90 grados sin agrietarse, lo que facilita integrarlo en diseños de productos complejos.

• Alta resistencia al choque térmico: Las pruebas confirman que este material supera a las cerámicas convencionales de alúmina (Al₂O₃) en resistencia al choque térmico.

• Fabricación rentable con capacidad de expansión: El material compuesto es compatible con equipos industriales convencionales, como extrusoras de doble husillo, máquinas de moldeo por inyección y sistemas de calandrado, lo que facilita su producción a gran escala a un costo competitivo.

• Ventaja en costos: Esta tecnología utiliza una formulación de polímeros diseñada para ofrecer protección contra incendios de alto rendimiento a un costo menor que las soluciones de alta gama a base de mica.

La tecnología de materiales compuestos de polímeros resistentes al fuego de TE Connectivity puede desarrollarse a partir de caucho de silicona o materiales termoplásticos (como nailon y polipropileno), lo que ofrece flexibilidad de diseño para diversas aplicaciones eléctricas y de manejo de la temperatura. Los materiales a base de silicona pueden transformarse en películas o placas flexibles que conservan su capacidad de doblarse y ofrecen resistencia al fuego. Los materiales termoplásticos pueden procesarse mediante métodos convencionales de producción de gran volumen, como el moldeo por inyección de piezas. Además de los separadores y materiales de barrera para proteger las baterías de vehículos eléctricos, estas opciones pueden utilizarse en otras aplicaciones, como carcasas de conectores de alta tensión resistentes al fuego y componentes que ayudan a evitar la propagación de incendios. Si necesitas un sistema resistente al fuego, comunícate con nuestro personal de ingeniería para desarrollar una solución que responda a tus necesidades.

En TE, la innovación comienza por comprender los problemas más complejos a los que se enfrentan nuestros clientes y aplicar nuestros amplios conocimientos en ciencia de materiales, ingeniería y manufactura para resolverlos. De esta manera, TE Connectivity contribuye al desarrollo de tecnologías de electrificación más seguras y confiables, preparadas para el futuro.