La crescita della produzione di veicoli elettrici sta alimentando la domanda di materiali in grado di prevenire o ritardare la propagazione dell'instabilità termica tra le celle delle batterie agli ioni di litio e verso l'esterno del pacco batterie.
I nuovi materiali raggiungeranno quasi il 40% del mercato
Attualmente, le schiume incapsulanti e i fogli di mica rappresentano insieme oltre l'80% del mercato dei materiali ignifughi per le batterie dei veicoli elettrici. Tuttavia, IDTechEx prevede che la loro quota combinata diminuirà con la diffusione di nuove tecnologie. Secondo le loro stime, i materiali emergenti raggiungeranno una quota di mercato di quasi il 40% entro il 2037, grazie ai loro vantaggi in termini di isolamento termico, riduzione del peso e integrazione funzionale.
La società di consulenza sottolinea che nessuna singola soluzione è completamente efficace in tutte le condizioni. La scelta dipende da fattori quali la progettazione della batteria, il formato delle celle e i requisiti di sicurezza.
Polimeri intumescenti per ridurre i componenti
I polimeri intumescenti stanno suscitando sempre maggiore interesse come alternativa ai materiali tradizionali. Questi composti si espandono se sottoposti ad alte temperature, formando una barriera isolante che contribuisce a limitare la propagazione del calore e del fuoco. Il loro principale vantaggio risiede nella capacità di combinare diverse funzioni in un unico componente. Ad esempio, un supporto cellulare o un separatore realizzato in polimero intumescente può sostituire diversi materiali attualmente utilizzati, garantendo una protezione equivalente.
IDTechEx prevede inoltre un aumento nell'utilizzo di rivestimenti ignifughi, soprattutto in applicazioni che richiedono strati sottili e leggeri.
Aerogel per isolamento termico leggero
Gli aerogel rappresentano un'altra tecnologia con un significativo potenziale di crescita, sia per la protezione intercellulare che per l'isolamento dell'intero pacco batterie. Questi materiali combinano bassa densità e ridotta conduttività termica, con valori di conduttività inferiori a 0,05 W/m·K, secondo i dati raccolti da IDTechEx. Tali proprietà consentono di limitare il trasferimento di calore senza aumentare eccessivamente il peso del sistema, un fattore importante per l'autonomia e l'efficienza dei veicoli elettrici. La società di consulenza prevede che gli aerogel conquisteranno una quota di mercato significativa, nonostante la quantità fisica di materiale necessaria sia relativamente ridotta.
Schiume e materiali a cambiamento di fase
Schiume, incapsulanti e materiali a cambiamento di fase (PCM) sono utilizzati principalmente nei sistemi di batterie con celle cilindriche. IDTechEx sottolinea come l'impiego di schiume protettive nelle batterie Tesla abbia contribuito alla loro crescente diffusione nel settore. Tra queste soluzioni, la società di consulenza ritiene che le schiume offrano una combinazione particolarmente interessante di isolamento termico e leggerezza.
Nel frattempo, gli incapsulanti e i materiali a cambiamento di fase (PCM) continueranno ad avere applicazioni nei sistemi di batterie di dimensioni ridotte, soprattutto quando non viene utilizzata una gestione termica attiva, sebbene rappresentino una quota minore del mercato.
Crescita trainata dalla produzione di veicoli elettrici
IDTechEx collega l'evoluzione del mercato dei materiali ignifughi all'aumento della produzione di veicoli elettrici e alla necessità di migliorare la sicurezza delle batterie. La società di consulenza osserva che le vendite mensili di veicoli elettrici in Europa sono aumentate del 40% tra febbraio e aprile 2016, in un contesto di prezzi del petrolio elevati. Con la crescita della produzione e il mantenimento di diversi formati di celle, aumenterà anche la necessità di soluzioni specifiche per prevenire o limitare la propagazione di incidenti termici.
