SunForce™ m-PPE Particle Foam: Asahi Kasei introduces newly developed lightweight material for increased efficiency and safety of electric vehicle batteries

13.08.2019

Lithium-ion batteries constitute an essential component of the electrification of the transport sector. Optimizing weight, size, safety and efficiency of the batteries is crucial to accelerate electromobility. With the m-PPE (modified polyphenylene ether) particle foam SunForce™, the Japanese technology company Asahi Kasei developed a material providing solutions for these challenges.

As they show their full performance only at a stable temperature, both heating and cooling units are installed to the automotive battery pack, especially for PHEVs (plug-in hybrid electric vehicles) and BEVs (battery electric vehicle). However, creating the right temperature environment for the battery consumes a significant amount of energy, which is why an optimized thermal management of battery packs will become increasingly important. At the same time, safety issues such as fire protection and crash behavior are at the top of the OEMs' agenda.

Asahi Kasei has developed SunForce™ – a particle foam based on the engineering plastic m-PPE – as a solution to these challenges. Compared to standard foams made of polystyrene or polyolefin, the use of m-PPE equips this foamed material with unique properties, opening new doors for applications in thermal management and fire protection. The material is certified with UL 94 V-0 (Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances) fire protection class by the “Underwriters Laboratories” safety certification organization and thus contributes to an overall product safety.

SunForce™ is the first-of-its-kind material certified with the UL94 V-0 standard. In addition to this out-standing flame retardancy, the particle foam provides superior heat insulation properties while at the same time functioning as a lightweight shock-absorbing material for automotive battery packs. The aforementioned properties and features allow functions and applications fields beyond those of conventional foams. The product is suitable for applications in automotive battery packs, lightweight shock absorbers, sandwich composite cores with carbon fiber, as well as for thermal insulation applications.

High Processability and Significant Cost Advantages

In addition to its broad range of properties, SunForce™ also provides significant advantages from a cost perspective: The material can be processed via steam molding, a manufacturing process that requires significantly less pressure compared to injection molding with a metal mold. The beads are filled into a mold and are then expanded and simultaneously fused with the heat from steam. The steam molding process with lower pressure allows the use of an aluminium mold, which can be produced at 10 to 20 percent of the costs for a steel mold. Furthermore, a significant reduction of resin for the production process can be achieved.

A high dimensional accuracy of the material is a key factor for the proper function of the molded part. SunForce™ utilizes the characteristics of m-PPE plastic with its low coefficient of linear expansion in comparison with other plastics and the effects of temperature in the fabrication process are relatively small – allowing a very precise and accurate product design with complex structures. At the same time, the small size of the beads allows the molding of thin walls, while maintaining a high mechanical strength and stiffness.

Strategy for the European Market

Asahi Kasei Europe is strengthening its marketing and business development activities with a convincing portfolio of high-performance materials such as engineering plastics, synthetic rubbers, technical fibers and products for high-performance batteries: The European automotive industry is a clear and declared goal, and SunForce™ plays a key role here.

“Our intention is to strengthen the application development and technical marketing of SunForce™ in Germany and Europe – not only for automotive battery parts, but also in automotive electronics and composite core applications for exterior and interior parts, as well as medical devices, electric products and other advanced technologies”, Nobuhiro Kikuchi, Manager for SunForce™ at Asahi Kasei Europe, explains the company’s ambitions on the European market.

SunForce™ was introduced to the Japanese market in 2011. Marketing activities on the European market have started in 2016, with the establishment of Asahi Kasei’s European operational headquarter Asahi Kasei Europe in Düsseldorf, Germany. Together with its recently introduced polyamide beads foam, the company will present SunForce™ at the Foam Expo Europe (10-12 September) in Stuttgart, and at the K 2019 (16-23 October) in Düsseldorf.

For more information on SunForce™, please visit here.

 

About Asahi Kasei

Asahi Kasei Corporation is a globally active diversified technology company with operations in the Material, Homes, and Health Care business. The Material division encompasses fibers & textiles, petrochemicals, performance polymers, performance materials, consumables, battery separators, and electronic devices. The Homes division provides housing and construction materials to the Japanese market. The Health Care division includes pharmaceuticals, medical devices, and acute critical care devices and systems. With approximately 39,283 employees around the world, the Asahi Kasei Group serves customers in more than 100 countries and achieved sales of 17.6 billion euros (2,170.4 billion yen) in the fiscal year 2018 (April 1, 2018 – March 31, 2019).

Asahi Kasei is “Creating for Tomorrow” with all operations sharing a common mission of contributing to life and living for people around the world.                                                                                                                             

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https://www.asahi-kasei.co.jp/asahi/en/ and https://automotive-asahi-kasei.eu/.

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Sebastian Schmidt
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Asahi Kasei Europe GmbH
Tel:    +49 (0) 211-2806-8139
Mail: sebastian.schmidt@asahi-kasei.eu

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SunForce™ m-PPE Partikelschaum: Asahi Kasei bietet neu entwickeltes Leichtbaumaterial für erhöhte Effizienz und Sicherheit von Elektrofahrzeugbatterien

Lithium-Ionen-Batterien sind ein wesentlicher Bestandteil der Elektrifizierung des Transportwesens. Für eine massentaugliche Elektromobilität kommt es entscheidend darauf an, Sicherheit, Effizienz, Größe und Gewicht der Akkus zu optimieren. Mit dem m-PPE (modifizierter Polyphenylenether) Partikelschaum SunForce™ hat der japanische Technologiekonzern Asahi Kasei ein Material entwickelt, das Lösungen für diese Herausforderungen bietet.

Lithium-Ionen-Batterien entfalten ihre volle Leistung erst bei einer stabilen Temperatur. Aus diesem Grund werden sowohl Heiz- als auch Kühlgeräte im Batteriepack des Fahrzeugs installiert, insbesondere für PHEVs (Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge) und BEVs (Batterie-Elektrofahrzeuge). Dabei kommt es verstärkt auf ein optimiertes Wärmemanagement an, denn die Realisierung der richtigen Temperaturumgebung verbraucht viel Energie. Gleichzeitig stehen Sicherheitsthemen wie Brandschutz und Crashverhalten ganz oben auf der Agenda der OEMs.

Mit SunForce™ hat Asahi Kasei einen Partikelschaum auf Basis des technischen Kunststoffs m-PPE als Lösung für die beschriebenen Hürden entwickelt. Im Vergleich zu herkömmlichen Schaumstoffen aus Polystyrol oder Polyolefin verleiht der Einsatz von m-PPE diesem geschäumten Material einzigartige Eigenschaften und eröffnet neue Türen für Anwendungen im Bereich Wärmemanagement und Brandschutz.

Der Werkstoff wurde als erster seiner Art mit der UL 94 V-0 (Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances) Brandschutzklasse der Sicherheitszertifizierungsorganisation „Underwriters Laboratories“ zertifiziert. Somit trägt er zu einer umfassenden Produktsicherheit bei. Neben dieser hervorragenden Flammschutzwirkung bietet der Partikelschaum weiterhin exzellente Wärmedämmeigenschaften und fungiert gleichzeitig als leichtes, stoßdämpfendes Material für Fahrzeugbatterien.

Die genannten Eigenschaften und Merkmale ermöglichen Funktionen in Anwendungsbereichen, die über die von herkömmlichen Schaumstoffen hinausgehen. Diesbezüglich eignet sich das Produkt für den Einsatz in Automobil-Batteriegehäusen, leichten Stoßdämpfern, Sandwich-Verbundkernen mit Kohlefaserverstärkung sowie für Wärmedämmanwendungen.

Hohe Verarbeitbarkeit und deutliche Kostenvorteile

SunForce™ bietet auch aus Kostensicht erhebliche Vorteile: Die Verarbeitung kann im Dampfformverfahren erfolgen, bei dem die Schaumperlen in eine Form gefüllt, expandiert und gleichzeitig mit der Wärme aus dem Dampf verschmolzen werden. Im Vergleich zum Spritzgussverfahren benötigt das Dampfformverfahren erheblich weniger Druck. Somit ermöglicht es den Einsatz einer Aluminiumform, die zu 10 bis 20 Prozent der Kosten für ein im Spritzgussverfahren verwendetes Stahlwerkzeug hergestellt werden kann. Darüber hinaus lässt sich der Rohstoffeinsatz signifikant reduzieren.

Die hohe Formstabilität des Werkstoffs ist ein Schlüsselfaktor für die einwandfreie Funktion des Formteils. SunForce™ nutzt die Eigenschaften des m-PPE-Kunststoffs mit seinem im Vergleich zu anderen Polymeren niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten und die Temperatureinflüsse im Herstellungsprozess sind relativ gering – was eine sehr präzise und genaue Produktgestaltung mit komplexen Strukturen ermöglicht. Gleichzeitig lässt die geringe Größe der Schaumperlen das Formen dünner Wände zu, bei gleichbleibend hoher mechanischer Festigkeit und Steifigkeit.

Strategie für den europäischen Markt

Mit einem überzeugenden Portfolio von Hochleistungsmaterialien wie technische Kunststoffe, Synthesekautschuke, technische Fasern und Produkte für leistungsfähige Batterien, verstärkt Asahi Kasei Europe die Marketing- und Geschäftsentwicklungsaktivitäten: Klares und erklärtes Ziel ist die europäische Automobilindustrie – dabei spielt SunForce™ eine Schlüsselrolle.

„Wir werden die Anwendungsentwicklung und das technische Marketing von SunForce™ in Deutschland und Europa verstärken. Hier haben wir Anwendungsbereiche wie Batterieteile, Automobilelektronik und Verbundkernanwendungen für Außen- und Innenteile im Visier. Weiterhin stehen medizinische Geräte, Elektronikprodukte und andere fortschrittliche Technologien im Fokus“, erläutert Nobuhiro Kikuchi, Manager für SunForce™ bei Asahi Kasei Europe, die Ambitionen des Unternehmens auf dem europäischen Markt.

Seit 2011 ist SunForce™ auf dem japanischen Markt vertreten. Mit der Gründung der Europazentrale Asahi Kasei Europe in Düsseldorf haben 2016 auch die Marketingaktivitäten auf dem europäischen Markt begonnen. Zusammen mit seinem kürzlich vorgestellten Polyamidschaum präsentiert das Unternehmen SunForce™ vom 10.-12. September auf der Foam Expo Europe in Stuttgart und vom 16. - 23. Oktober auf der K 2019 in Düsseldorf.

Weitere Informationen zu SunForce™ finden Sie hier.

 

Zur Asahi Kasei Corporation

Die Asahi Kasei Corporation ist ein weltweit tätiger Technologiekonzern mit den drei Geschäftsbereichen Material, Homes und Health Care. Der Geschäftsbereich Material umfasst Fasern & Textilien, Petrochemikalien, Hochleistungspolymere, Hochleistungswerkstoffe, Verbrauchsgüter, Batterieseparatoren und Elektronikgeräte. Der Geschäftsbereich Homes bietet auf dem japanischen Markt Baustoffe bis hin zu fertigen Häusern an. Zum Bereich Health Care gehören Pharmazeutika, Medizintechnik sowie Geräte und Systeme für die Akut- und Intensivmedizin. Mit 39.283 Beschäftigten in aller Welt betreut die Asahi Kasei Gruppe Kunden in mehr als 100 Ländern und erzielte einen Umsatz von 17,6 Milliarden Euro (2.170,4 Milliarden Yen) im Geschäftsjahr 2018 (1. April 2018 – 31. März 2019).

„Creating for Tomorrow“. Mit diesem Slogan verweist die Asahi Kasei Gruppe auf die gemeinsame Mission all ihrer Unternehmen, mit nachhaltigen Produkten und Technologien Menschen in aller Welt zu einem besseren Leben und Wohnen zu verhelfen.

Weitere Informationen finden Sie unter:

www.asahi-kasei.co.jp/asahi/en/ und https://automotive-asahi-kasei.eu/.

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