Mit 800-V-Batteriesystemen und Schnellladetechnologien wird das Wärmemanagement in Elektrofahrzeugen immer wichtiger. Eine wärmeleitfähige Vergussmasse muss Wärme effizient ableiten und gleichzeitig Batteriemodule vor Vibration, Feuchtigkeit und elektrischer Belastung schützen.

Die Herausforderung: Je höher die Wärmeleitfähigkeit, desto mehr Füllstoffe wie Aluminiumoxid oder Bornitrid werden benötigt. Dadurch steigt die Viskosität deutlich an. Deshalb werden häufig niedrigviskose Silikonöle eingesetzt, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Herkömmliche Silikonöle enthalten jedoch oft geringe Mengen an zyklischen Siloxanen (D3–D10), die bei hohen Temperaturen verdampfen können.

Warum ist eine geringe Flüchtigkeit so wichtig?

Verdampfen diese niedermolekularen Siloxane während des Betriebs, können verschiedene Probleme entstehen:

• Verschmutzung von Hochspannungsrelais: Siloxandämpfe können isolierende Siliziumdioxid-Schichten auf den Kontakten bilden und den Kontaktwiderstand erhöhen.

• Schlechtere Wärmeableitung: Durch Materialschrumpfung entstehen Mikroporen, die die Wärmeübertragung beeinträchtigen.

• Mechanische Spannungen: Langfristige Volumenänderungen können zu Rissen im Vergussmaterial führen.

Lösung 1: Silikonöl mit geringer Flüchtigkeit verwenden

Der einfachste Weg ist der Einsatz eines Low-Volatility Silicone Fluids.

Durch spezielle Reinigungsverfahren werden D3–D10 und andere leicht flüchtige Bestandteile weitgehend entfernt. Das bietet mehrere Vorteile:

• Flüchtige Bestandteile von nur 100–500 ppm

• Gute Fließfähigkeit auch bei hohem Füllstoffanteil

• Erfüllt die Anforderungen moderner Automotive-Anwendungen

• Einfache Verarbeitung ohne Einbußen bei der Dosierung

Lösung 2: Modifizierte Silikonharze einsetzen

Für besonders anspruchsvolle Anwendungen, wie Batteriegehäuse oder Steuergeräte, können modifizierte Silikonharze die Leistung zusätzlich verbessern.

Ihre Vorteile:

• Nahezu keine flüchtigen Bestandteile

• Hervorragende Temperaturbeständigkeit

• Verbesserter Flammschutz

• Bessere Stabilität gegen Füllstoffsedimentation

Eine ausgewogene Formulierungsstrategie

Viele Hersteller kombinieren beide Ansätze:

• Wärmeleitfüllstoffe werden zunächst mit Low-Volatility Silicone Fluid benetzt.

• Anschließend werden 10–30 % modifiziertes Silikonharz in das Vinylsilikon-System eingearbeitet.

So lassen sich hohe Wärmeleitfähigkeit, geringe Emissionen, gute Verarbeitbarkeit und langfristige Zuverlässigkeit gleichzeitig erreichen – ideal für moderne EV-Batteriesysteme.

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