Die Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien steht zunehmend im Zeichen der „Cell-to-Pack“-Technologie, bei der mehrere Batteriezellen miteinander zu großformatigen Packs verbaut werden. Das ermöglicht das Weglassen einzelner Module und damit die Unterbringung von bis zu 25 Prozent mehr Aktivmaterial. Bei Elektrofahrzeugen führt das zu mehr Reichweite und Leistung. Durch diese neue Art der Batteriekonstruktion speichert das Auto nicht nur signifikant mehr Energie, sondern lässt sich auch deutlich schneller laden. Eine Spannungserhöhung kann jedoch unter gewissen Umständen zu einem Brand oder einer Explosion führen.
Mehr Batteriesicherheit durch innovativen Batterieschaum
Um dem entgegenzuwirken, hat das für seine hochwertigen Industrieklebstoffe weltweit bekannte Unternehmen H.B. Fuller den Batterieschaum EV Protect 4006 SFR E entwickelt. Dieser wirkt flammhemmend und verhindert, dass Batteriemodule zu brennen anfangen. Der Zweikomponenten-Polyurethanschaum hat eine sehr niedrige Dichte. Er bietet Batteriekonstrukteuren die Möglichkeit, die Leistungsdichte ihres Moduls zu erhöhen und gleichzeitig die Ausbreitung von Wärme zu hemmen. Der Schaum wird direkt zwischen die Batteriezellen gegeben, dort verhindert er, dass eine in Brand geratene Zelle die Nachbarzellen entzündet. Auf diese Weise kann eine Überhitzung der Batterie (Thermal Runaway) gar nicht erst entstehen.
Doch nicht nur beim Zusammenführen von Batteriezellen in Packs, sondern bereits bei deren Montage in einzelne Module werden nicht brennende Hochleistungskleb- und Dichtstoffe benötigt. Auch hierfür gibt es bewährte Hightech-Lösungen.
Die volle Leistung ohne Kurzschlüsse
Eine Lithium-Ionen-Batterie besteht aus vielen Modulen. Diese wiederum bestehen aus zahlreichen Einzelzellen mit zum Teil über zwanzig Komponenten, die sich sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als auch in ihrer Geometrie unterscheiden. Nicht selten sind Metalle, Kunststoffe, Graphit oder Silizium in ihnen verbaut. Eine hochwertige Verbindung ist daher entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit einer Batterie.
Aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften spielen Kleb- und Dichtstoffe bei der Konstruktion von Batteriemodulen eine enorm wichtige Rolle. Sie erfüllen die unterschiedlichsten Anforderungen, beherrschen den Materialmix, sind crashfest, widerstehen dynamischen Belastungen und können Batteriemodule völlig luftdicht gegen äußere Medien wie z. B. Wasser versiegeln. Wärmeleitfähige Klebstoffe sind sogar in der Lage, die beim Laden und Entladen generierte Hitze abzuführen und so eine Schädigung der Zellen zu verhindern. Auch in Punkto Nachhaltigkeit tragen die richtigen Klebstoffe in der Optimierung des Thermomanagements von Akkus dazu bei, die Haltbarkeit verlängern und Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Die gängigsten Klebstoffe findet man im Sortiment der RUDERER KLEBETECHNIK GmbH. Als jahrzehntelanger Handelspartner von H.B. Fuller verfügen deren Mitarbeiter über ein ausgezeichnetes Fachwissen. Sie stehen Batterieherstellern beratend zur Seite und geben umfassend Auskunft darüber, welches Produkt am besten geeignet ist, um Akkus vor mechanischen Beschädigungen, Kurzschlüssen und Bränden zu schützen.
Innovative Klebstoff-Konzepte für Batteriekonstrukteure
Für die Konstruktion der Batterien bietet H.B. Fuller viele weitere Kleb- und Dichtstoffe. Unter der Reihe EV BOND, EV SEAL, EV THERM und EV PROTECT sind alle Hochleistungsprodukte gebündelt, die bereits erfolgreich in der Batteriefertigung zum Einsatz kommen. So sind unter dem Begriff Bonding (Kleben) alle Kleb- und Dichtstoffe zusammengefasst, die für diverse Anwendungen beim Montieren von Batteriemodulen und Batteriepacks in Frage kommen.
In die Bonding-Reihe fällt beispielsweise der hochfeste und elastische 2-K PUR-Klebstoff EV BOND 300. Mit ihm lassen sich „cell-to-module“-Konzepte ebenso hervorragend befestigen wie MICA- oder EMI Folien. Im Bereich Sealing (Abdichten) geht es um flüssige Dichtmassen, Abdichtungen, Flanschdichtungen sowie Form-in-Place-Dichtungslösungen (FIP). Speziell für das Abdichten von Batterien hat H.B. Fuller den EV SEAL 200 entwickelt.
Eine wiederablösbare Dichtung ist der 1-K Hotmelt EV SEAL 500. Ein thermisch leitfähiger Klebstoff ist der MMA Strukturklebstoff EV THERM 420, der unter den Bereich Thermal Management (Wärmemanagement) fällt und die Wärme von Batterien wegtreibt. Insbesondere beim Cold-Plate-Bonden, wo Batteriezellen auf eine Kühlplatte geklebt werden, bietet dieser Klebstoff eine hohe Durchschlagsfestigkeit.
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