Quels matériaux de protection contre l’incendie sont utilisés et où ?
Tout d’abord, il faut considérer quel format de cellule est utilisé, cylindrique, poche ou prismatique. La forme rectangulaire et très empilable des cellules prismatiques conduit généralement à l’utilisation de matériaux appliqués sous forme de feuille ou de tampon entre les cellules. C’est une histoire similaire pour les cellules de poche, mais l’expansion et la contraction des cellules pendant les cycles de charge / décharge doivent être examinées plus attentivement. Dans ces applications, de fines feuilles d’isolation électrique ont souvent été utilisées, et pour les cellules de poche, un tampon de compression en mousse est généralement inclus. Alors que les fabricants cherchent à améliorer la sécurité incendie, la densité énergétique et la simplicité de fabrication, l’utilisation de matériaux pouvant fournir plus d’une fonction devient de plus en plus attrayante.
Les batteries utilisant des cellules cylindriques représentaient 24% du marché des voitures électriques en 2021, et leur utilisation matérielle est très différente de celle des pochettes et des packs prismatiques. Comme les cellules ne peuvent pas être empilées ensemble aussi simplement et n’ont pas besoin de considérer l’expansion / contraction au même degré, le matériau de protection contre l’incendie doit remplir un rôle quelque peu différent. Le choix le plus populaire pour les packs de cellules cylindriques sera l’utilisation d’une mousse encapsulante. Ces mousses entrent dans la catégorie multifonctionnelle, fournissant une isolation thermique, une protection contre le feu et une structure pour les cellules. La grande taille des batteries dans les véhicules plus grands comme les voitures, les bus et les camions signifie que la faible densité de ces mousses est également un avantage clé.
Cependant, les mousses ne sont pas la seule option pour les packs de cellules cylindriques. Des batteries plus petites peuvent s’avérer plus difficiles pour la gestion thermique grâce à moins d’espace et de fonds pour intégrer des systèmes de refroidissement actifs. Ici, l’utilisation d’encapsulants ou de matériaux à changement de phase qui peuvent fournir une conductivité thermique et une protection contre le feu a un bon cas d’utilisation. Bien que les volumes ne soient peut-être pas aussi importants que sur le marché automobile, IDTechEx s’attendant à ce que plus de 90% de la demande de batteries de véhicules électriques en 2033 soit représentée par des voitures électriques à batterie, il y a une expansion rapide dans ces segments de véhicules comme les scooters électriques et les motos, ce qui conduit à une opportunité importante. Les recherches d’IDTechEx ont révélé que les revenus annuels des matériaux de protection contre les incendies, en dehors de l’automobile, seront multipliés par 15 au cours de la prochaine décennie.
En plus de ces matériaux inter-cellules, toutes les batteries peuvent utiliser des matériaux au niveau de l’emballage, soit comme une feuille entre les cellules/modules et le couvercle, soit comme revêtement d’unplissé au boîtier de la batterie. Il a été courant d’observer des couvertures céramiques, du mica ou des aérogels appliqués sous forme de feuilles et diverses technologies de revêtement, telles que des revêtements intumescents, appliqués pour fournir une couche finale de protection contre l’incendie entre les cellules de la batterie et le véhicule lui-même. Avec les moteurs du marché déjà discutés, IDTechEx prévoit que tous ces matériaux connaîtront une demande accrue, avec des matériaux de protection contre l’incendie au niveau de l’emballage représentant 15,6 fois la demande annuelle (en kg) en 2033 par rapport à 2022.
