DSMエンジニアリングプラスチックス

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二輪革命:大気汚染対策に必要な電動スクーター

2019年 4月 30日
  • Rajendra Joshi(ラジェンドラ・ジョシ)アプリケーション開発マネージャー

大気汚染は心臓病、脳卒中、肺がんなどの呼吸器疾患の原因となり、毎年700万人を超える人々の命を奪っている「サイレント・キラー」です。世界保健機関(WHO)の世界大気質データベースによると、世界人口の10人に9人は汚染された空気を吸っており、特に低所得者層が多い都市の住民にその影響が顕著です。その大気汚染の大部分は自動車の排ガスが原因です。

電動バイクと電動スクーターは、大気汚染削減戦略の鍵を握る重要な要素です。特に、電気自動車が多くの人にとって手の届かない価格である都市においては、そう言えるでしょう。電動スクーターの走行距離を伸ばし、耐用年数を延ばすには、軽量かつ耐久性と難燃性の高い材料が必要となります。DSMのエンジニアリング・プラスチックのポートフォリオは、この拡大する市場になくてはならないものです。

電気自動車で特に課題の多いコンポーネントは、バッテリー(電池)です。大容量のバッテリーを使用すると、メーカーは電動二輪車の走行距離を伸ばせますが、一方でバッテリーには振動や衝撃に耐える頑丈さが必要で、また、運転者が充電しやすいように、取り外し可能であることも求められます。個々のセルの充放電時に発生する高電圧もかなりの熱を生み出します。DSMの素材ポートフォリオには、この課題の多い用途の要件を満たすよう特化したグレードが含まれています。

リチウムイオン電池

スマートフォン、電気自動車など、さまざまなエレクトロニクス用途で使われる最新世代のリチウムイオン電池(LiB)には、鉛酸蓄電池よりもはるかに高い出力とエネルギー密度があります。

LiBは互いに接続された多数のセルで構成されています。個々のセルは電極、セパレーター、電解液で構成されます。電解液はリチウムイオンを正極から負極へ伝導します。LiBに使用される電解液は可燃性であるため、火災や爆発につながるショートや漏出の場合に安全上の懸念が生じます。LiBの安全性を高めるため、専用の添加剤を電解質に混ぜて、比重、充放電効率、熱安定性、サイクリング性能、電池の全体的な安全性と耐用年数を向上させています。DSMは世界有数のスクシノニトリル(SN)製造者で、最高レベルの純度の添加剤を実現し、電気自動車、ノートパソコン、スマートフォン、屋外機器に使われるLiBの安全性を高めています。セルの接触点での電解液の漏出を防止するには、角形セルの密閉に高性能プラスチックを使用します。この用途に使用する素材には高い耐薬品性が求められ、金属とプラスチック間の強力な接合を実現する必要があります。DSMのXytron™ポリフェニレン・サルファイド(PPS)素材は、接着剤を使用しないナノ成形技術をベースに、金属とプラスチックの見事な接合を実現しています。

個々のセルはヒューズで保護されたバスバーを介して繋がっているため、システム全体の安定性が不可欠です。1つまたは複数のセルが移動すると、システムに不要な電気的・機械的ストレスがかかり、故障の原因になる可能性があります。この用途に使用される素材は、高い剛性と寸法安定性、優れた耐熱性と耐薬品性、本質的な難燃性、セル内で発生した熱をモジュールのヒートシンクに移動させる高い熱伝導性を示す必要があります。当社のXytron™ TC5070CおよびTC 5018Iグレードは、この用途に関する特定のニーズを満たすために設計されました。DSMは、従来のプラスチックで作られたバッテリートレイを、Xytron™Arnite® PETStanyl® PA46などの熱伝導性プラスチックで作られたトレイに置き換えることも提案しています。熱伝導性のあるバッテリートレイは、バッテリー内の局所的なホットスポットを防ぎ、バッテリーモジュール全体の熱管理を大幅に向上させるのに役立つと同時に、サイクリング容量を20%以上拡大できる可能性があります。

最後に、バッテリーモジュール全体はバッテリーセルハウジングに収納され、振動や車両がさらされる厳しい条件下でも各バッテリーを確実に固定します。バッテリーセルハウジングに使用する素材は、優れた機械的強度と耐薬品性を示す必要があります。DSMのAkulon®ポリアミド化合物は、加工が容易でUL94 V-0等級の難燃性を備えているだけでなく、必要とされる強度と耐薬品性も備えています。

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エンジニアリング熱可塑性プラスチックが自動車の電化を具体化する (英語)

     

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