Con el rápido desarrollo de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, la gestión térmica de las baterías se ha convertido en un factor clave para la seguridad y la vida útil. Como componente central de los materiales de interfaz térmica (TIM), el aceite de silicona no es un aditivo “cualquiera”: la selección de su viscosidad determina directamente el rendimiento térmico y la confiabilidad a largo plazo de las grasas térmicas.

Las grasas térmicas se componen de rellenos altamente conductores, como óxido de aluminio o nitruro de boro, y un aceite de silicona base. La función del aceite de silicona no solo es humedecer los rellenos y facilitar la aplicación, sino, lo más importante, formar un camino térmico de baja porosidad y alta densidad de relleno entre el chip o la celda y la placa de disipación. Sin embargo, una viscosidad más baja no siempre es mejor. Los aceites con viscosidad muy baja (por ejemplo, <50 cSt) tienden a migrar o exudar a altas temperaturas, causando el llamado “efecto de bombeo seco”. Por otro lado, aceites con viscosidad muy alta (>10.000 cSt) presentan mala fluidez, se extienden de manera desigual bajo presión de ensamblaje y retienen burbujas de aire, aumentando la resistencia térmica.

Los últimos datos experimentales muestran que, con un mismo sistema de relleno (65 vol% de nitruro de boro), una grasa térmica formulada con 1000 cSt de aceite de silicona puede alcanzar una resistencia térmica estable de apenas 0,18 °C·cm²/W. Con 50 cSt, debido a la exudación del aceite a alta temperatura, la resistencia térmica después de 72 horas de envejecimiento se eleva a 0,32 °C·cm²/W. Para 20.000 cSt, la resistencia térmica inicial ya alcanza 0,25 °C·cm²/W y además es difícil de aplicar de manera uniforme.

“Los paquetes de baterías de vehículos eléctricos son muy compactos y presentan alta densidad de flujo térmico. Las exigencias de consistencia y durabilidad de los TIM superan ampliamente las de la electrónica de consumo”, comenta un ingeniero de gestión térmica de un fabricante líder de baterías. “Ya hemos incluido la viscosidad del aceite de silicona como criterio obligatorio en la evaluación de proveedores, y normalmente preferimos un rango de 500–2000 cSt”.

Actualmente, varios fabricantes chinos de aceite de silicona están colaborando con empresas de materiales térmicos para desarrollar aceites de silicona “específicos para baterías”, controlando estrechamente la distribución de peso molecular y diseñando baja volatilidad para mejorar la estabilidad a alta temperatura. Algunos productos ya han superado pruebas de choque térmico de –40 °C a 150 °C durante 1000 ciclos sin separación de fases visible.

Con la adopción creciente de plataformas de alto voltaje de 800 V y sistemas de almacenamiento con refrigeración líquida, los materiales de interfaz térmica están pasando de ser un “papel auxiliar” a convertirse en una verdadera barrera de seguridad. Los expertos del sector señalan que, al seleccionar estos materiales, no basta con considerar únicamente el coeficiente de conductividad térmica: también es fundamental tener en cuenta las propiedades reológicas del aceite de silicona base y su comportamiento a largo plazo, ya que cada grado Celsius de descenso de temperatura define los límites de seguridad de la batería.