Materiales avanzados de interfaz térmica: información sobre el sinterizado a baja temperatura y la alta conductividad...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Tecnología de baterías

Sus antecedentes:

• Los incendios de vehículos eléctricos (VE) ponen de relieve la necesidad de mejorar la gestión térmica en los paquetes de baterías.
• Los materiales actuales de interfaz térmica alumina-polímero (TIM) tienen una baja conductividad térmica (TC), lo que limita la disipación de calor.
• Los TIM de magnesio (MgO) ofrecen una alternativa de bajo costo con un TC más alto, pero su pleno potencial está subexplorado.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos materiales de disipación de calor (HDM) basados en MgO para la gestión térmica de la batería de vehículos eléctricos de próxima generación.
• Para lograr una conductividad térmica ultra alta en los MgO TIM, superando los materiales de alúmina convencionales.
• Para aclarar los mecanismos fundamentales detrás de la conductividad térmica mejorada de los MgO TIMs desarrollados.

Principales métodos:

• Desarrollo de nuevos materiales de interfaz térmica basados en MgO.
• Caracterización de la conductividad térmica (TC) de los MgO TIM desarrollados.
• Análisis comparativo del rendimiento de la refrigeración con respecto a las alternativas comerciales que utilizan modelos de baterías de vehículos eléctricos.

Principales resultados:

• Los nuevos MgO TIMs logran una TC sin precedentes de ≥ 80 W m-1 K-1, superando significativamente a la alúmina convencional (20-30 W m-1 K-1) y los MgO TIMs informados anteriormente (40-60 W m-1 K-1).
• Se aclararon los mecanismos fundamentales que permiten el TC ultraalto en el nuevo material MgO.
• El nuevo MgO TIM demostró un enfriamiento tres veces más rápido de las baterías de EV en comparación con los materiales comerciales.

Conclusiones:

• El TC MgO TIM ultraalto desarrollado representa un avance significativo en los materiales de disipación de calor para la gestión térmica de la batería EV.
• Esta innovación proporciona una solución robusta para la prevención efectiva de incendios de vehículos eléctricos al mejorar la estabilidad térmica.
• Los hallazgos ofrecen información fundamental sobre el logro de una alta conductividad térmica en MgO, allanando el camino para una mayor seguridad de los vehículos eléctricos.