Положительные и отрицательные стороны заливки АКБ компаундом или эпоксидной смолой
- Плюсы и минусы заливки АКБ
- Свойства заливочных материалов
- Характеристики компаундов и эпоксидных смол
- Выбор герметизирующего состава
Для герметизации корпусов аккумуляторных батарей и контроллеров управления, мест соединения проводов, плат электроники и других чувствительных элементов используют специальные составы. Это различные герметики, лаки, компаунды и эпоксидные смолы. При корректном выборе и грамотном использовании герметизирующего состава достигаются весомые преимущества – от обеспечения пылевлагозащищенности аккумуляторов до повышения надежности используемой техники.
Плюсы и минусы заливки АКБ
Заливочные материалы прочно фиксируют элементы питания, укрепляют уязвимые места проводки, оберегают уязвимые узлы изделий от попадания влаги и пыли, минимизируют риск разрывов проводов, неисправностей электроники, возгораний и других неприятностей. Кроме влагозащиты узлов, герметизирующие составы повышают их механическую и электрическую прочность, обеспечивают защиту от вибраций, ударов и внешних воздействий. При этом они сохраняют свои свойства в большом диапазоне рабочих температур.
С другой стороны, использование заливочных материалов усложняет замену неисправных ячеек при ремонте батареи.
Свойства заливочных материалов
Для заливки и герметизации АКБ применяют составы, соответствующие 2 требованиям. Они:
- Отлично прилипают к основе (ячейкам, пластику корпуса и проводам), а после отверждения становятся с ними единым целым и обеспечивают абсолютную герметичность узла.
- Не проводят электричество – во избежание утечек тока и исключения риска поражения током.
Этими качествами обладают разные материалы: эпоксидки, содержащие их твердеющие компаунды, специальные лаки, вязкие компаунды на базе каучуков и полимерных компонентов. Но каждый заливочный материал имеет свои особенности. Например, эпоксидная смола имеет 2 значимых минуса – это хрупкость и неразборное соединение. После заливки переделать его не получится.
Компаунды в этом плане практичнее: они пластичные, не боятся вибраций и ударов, позволяют удалять отвердевшую массу и без проблем дорабатывать соединение. В зависимости от вида используемого компаунда, его компоненты смешиваются перед использованием материала или находятся в одном пакете, который нужно размять для активации смеси. Время отверждения заливочного материала бывает разным – от нескольких минут до суток – и указывается в инструкции.
Характеристики компаундов и эпоксидных смол
Наиболее важными характеристиками заливочных материалов являются:
- коэффициент удельного расширения – чем меньше, тем лучше;
- усадка при отверждении – должна быть минимальной, особенно при обработке плат, чтобы не допустить повреждения дорожек проводников;
- коэффициент теплопроводности – для АКБ должен быть высоким, чтобы нанесенный материал не препятствовал отводу тепла.
Выбор герметизирующего состава зависит от поставленных задач, условий применения и наиболее важных качеств материала. Так, электронные платы для надежной защиты от влаги обрабатывают 3 слоями влагостойкого лака, который дополнительно увеличивает их механическую прочность. Корпуса АКБ обычно обрабатывают эластичным герметиком.
В сравнительной таблице мы представили характеристики некоторых заливочных материалов:
|
Свойства |
Эпоксидки с разными наполнителями |
Герметик с диэлектрическими свойствами «Степ» — силиконовый, теплопроводный, производства компании «Сурел» |
Компаунд «Виксинт» кремний-органический |
|
Коэффициент теплопроводности, Вт/ (м·К) |
0,17–0,19 |
0,6–0,8 |
1–1,2 |
|
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см |
1014–1016 |
1012 |
>1013 |
|
Коэффициент линейного расширения при нагреве, 10-6/°C |
45–65 |
Не имеет значения, т.к. материал эластичен. |
Условная прочность при растяжении – >0,69 МПа |
|
Электрическая прочность, кВ/мм |
15–35 |
18–20 |
>13 |
Выбор герметизирующего состава
В зависимости от слабых и сильных качеств заливочных составов, их применяют для решения разных задач. Например, силиконовый герметик обеспечивает умеренную механическую прочность и эффективно отводит тепло, поэтому отлично подходит для обработки корпусов с Li-ion аккумуляторами, контроллерами управления и другими электронными устройствами.
В случаях, когда хороший теплоотвод не нужен, можно использовать в роли заполняющего компаунда эпоксидную смолу. Но важно учесть, что при полимеризации эпоксидки происходит ее усадка или расширение. Например, если нанести такой 2-компонентный эпоксидный состав на плату, она может выгнуться в обратную сторону.
Если не использовать дополнительные пластификаторы, при заполнении эпоксидной смолой большого объема могут быть повреждены проводники и электронные компоненты на плате. Поэтому рекомендуется использовать наполнители: сухой кварцевый песок, тальк, мел. Количество наполнителя выбирают экспериментально в диапазоне 5–15% от объема всей смеси.
Для увеличения пластичности в основу можно включить пластификатор (до 5–9%), к примеру, дибутилфтолат или ацетон пополам с минеральным маслом. К недостаткам эпоксидных смесей относят сложности их приготовления и получения стабильно повторяемых характеристик. Поэтому в большинстве случаев удобнее использовать прозрачные или цветные силиконовые компаунды с подходящими параметрами.
