Comment le liège peut protéger les batteries des véhicules électriques

La société portugaise Amorim Cork Composites propose de nouvelles solutions en liège pour protéger les batteries des véhicules électriques. Les propriétés uniques du liège, telles que sa faible densité, sa conductivité thermique réduite et sa résistance aux températures élevées, en font un matériau idéal pour développer des composants de batteries de véhicules électriques. De plus, les propriétés d’absorption des chocs et d’étanchéité du liège le rendent adapté à une variété d’applications tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de la batterie.

Amorim Cork Composites a mis à profit son expertise dans le développement de matériaux hautes performances pour des secteurs tels que l’étanchéité et l’aérospatiale pour créer une gamme de solutions spécifiquement destinées au secteur de la mobilité électrique. Ces solutions se concentrent sur les joints, les boîtiers et les entretoises de cellules pour empêcher la propagation de la température lors des épisodes d’emballement thermique.

Pour sceller les batteries, une solution associant un liège et du silicone a été développée. Cette solution répond aux exigences d’inflammabilité UL-94 V0 et présente une déformation en compression inférieure à 40 % pour des déflexions de 50 %. Il offre également une résistance à l’usure, aux rayons UV et à l’ozone. En combinant le liège, matériau 100% naturel, réutilisable et recyclable, avec d’autres matériaux, Amorim Cork Composites crée des produits offrant d’excellentes performances tout en étant respectueux de l’environnement.

Quant à l’intérieur des batteries, des systèmes multicouches ont été développés en utilisant du liège en combinaison avec des matériaux tels que le mica, les fibres de basalte/carbone et autres. Ces systèmes agissent comme des barrières thermiques entre les cellules ou les modules (espaceurs de cellules/coussins thermiques) et assurent la protection du boîtier de la batterie.

Il peut sembler peu probable de trouver un matériau ayant de multiples applications dans les systèmes de propulsion de véhicules électriques de pointe qui pousse littéralement sur les arbres, mais c’est exactement ce que propose Amorim Cork Composites.

Les systèmes multicouches sont disponibles dans des épaisseurs de 0,8 à 30 mm et dans différents formats, ce qui permet de créer des produits avec une compressibilité jusqu’à environ 80 % à une pression de 2,5 MPa, une isolation thermique de 20-30 °C/min et une densité de 200 kg/m3, tout en garantissant la durabilité de la solution grâce à la forte teneur en liège.

Avec la nouvelle gamme de solutions Amorim Cork Composites, nous proposons des alternatives techniques, efficaces et durables qui contribuent à garantir les performances et la durabilité des batteries, sans oublier l’objectif principal au cœur de la révolution électrique : la durabilité.

Rolls Royce choisit des solutions en liège pour le premier avion entièrement électrique au monde. Le Spirit of Innovation, l’avion tout électrique le plus rapide au monde, utilise des agglomérats de liège dans le revêtement isolant du boîtier de batterie. Une solution en liège a été choisie en raison de la nécessité de trouver un matériau pour le boîtier de la batterie qui soit non seulement structurellement solide, mais également léger et extrêmement résistant au feu.

La société portugaise Amorim Cork Composites propose le liège comme matériau polyvalent pour les systèmes de propulsion de pointe des véhicules électriques. La matière première, l’écorce de chêne-liège (Quercus suber), est largement utilisée dans diverses industries telles que l’aérospatiale, la défense, l’énergie et l’automobile. Le liège est actuellement utilisé pour la protection thermique, l’amortissement des vibrations et l’absorption des chocs dans les batteries des véhicules électriques. Selon Thomas Peroutka, responsable de la mobilité chez Amorim, le liège était utilisé dans les premières voitures de Gottlieb Daimler et Carl Benz pour l’étanchéité. De plus, depuis le début de l’exploration spatiale, le liège est utilisé pour la protection thermique des fusées et des satellites. Ses propriétés d’absorption des chocs étaient bénéfiques dans les applications de renforcement, tandis que ses propriétés d’amortissement des vibrations et acoustiques étaient utilisées dans les transformateurs électriques.

Le liège a une microstructure semblable à une ruche composée de cellules en forme de minuscules prismes pentagonaux et hexagonaux remplis de gaz. Il y a environ 40 millions de cellules dans un centimètre cube de liège. Amorim caractérise cette structure comme un groupe de micro-ballons ou de micro-coussins qui se pressent doucement les uns contre les autres, créant un mélange distinctif d’élasticité et de compressibilité qui sont fondamentaux pour ses propriétés d’amortissement et d’absorption des chocs.

De plus, le liège est imperméable aux gaz et aux liquides, résistant aux températures élevées, au feu et aux frottements, et en même temps il est durable et léger.

En termes de composition chimique, 45 % sont constitués de subérine biopolyester complexe, avec des proportions plus faibles de lignine (27 %), de cellulose, de cires et autres polysaccharides (12 %), de tanins (6 %) et de céroïdes (6 %).

Initialement, Amorim s’est concentré sur le développement de coussinets de protection thermique pour l’intérieur des batteries, de coussinets anti-vibrations et de composants structurels. Dans les applications structurelles, le liège est combiné avec des fibres de carbone, des fibres de verre et/ou des métaux tels que l’aluminium pour créer des boîtiers et des couvercles dotés d’une isolation thermique interne, d’un amortissement du bruit et des vibrations, d’une protection contre les chocs ainsi que d’une intégrité structurelle.

Selon Peroutka, Amorim a développé une variété de matériaux et de solutions dans différents formats pour diverses applications dans le secteur de la mobilité électrique. L’entreprise est actuellement en pourparlers avec les équipementiers et les fournisseurs de premier rang sur des méthodes innovantes d’utilisation de ce matériau.

L’une de ces méthodes implique le moulage par injection, dans lequel le liège doit d’abord être granulé et combiné avec d’autres matériaux. Cette approche permet d’utiliser un large éventail de paramètres de processus, notamment l’extrusion, le laminage, le thermoformage et le thermoformage.

Peroutka souligne que le liège est non seulement neutre en carbone, mais qu’il est en réalité négatif en carbone. Les recherches suggèrent que pour chaque tonne de liège produite, une forêt de chênes-lièges peut absorber jusqu’à 73 tonnes de CO2.

Les arbres à liège ne sont pas abattus pour récolter le liège ; au lieu de cela, l’écorce peut repousser pendant neuf ans avant d’être à nouveau récoltée. Chaque arbre peut être abattu environ 17 fois au cours de sa durée de vie, qui s’étend en moyenne sur 200 ans.

De plus, les forêts de chênes-lièges sont des points chauds clés pour la biodiversité, bénéficient d’un statut protégé, contribuent à réguler le climat, favorisent le développement durable et contribuent de manière significative à l’équilibre écologique de la planète.

Peroutka mentionne que les premières applications de batteries, résultant d’une coopération avec trois sociétés européennes, seront introduites plus tard cette année. « Nous effectuons actuellement les tests finaux et si tout se passe comme prévu, nous commencerons le processus d’intensification de la production de pré-série. »