Bis zum Jahr 2030 sollen weltweit über 100 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein. Um die Elektromobilität zukunftsfähiger zu gestalten, fokussieren sich nahezu alle Hersteller darauf, die Reichweite zu steigern und die Ladezeiten zu reduzieren. Dabei liegt ein zentraler Entwicklungsbereich auf leistungsstarken Batteriezellen.
Ein Anbieter von Dichtungen unterstützt die Hersteller dabei mit Lösungen, die die Zuverlässigkeit der Batteriezellen verbessern. Diese Lösungen tragen nicht nur zu einer längeren Lebensdauer bei, sondern bieten auch größere Designfreiheit und fördern die Weiterentwicklung des Zelldesigns. Freudenberg Sealing Technologies hat mit den Produkten Cell Caps und Cell Envelopes zwei Lösungen zur Serienreife gebracht, die genau diese Anforderungen erfüllen.
Die Cell Envelopes sind aus Vliesstoffen gefertigt, die den Zellstapel umhüllen und – wie herkömmliche Folien auch – den Stack bei der Montage schützen und elektrisch isolieren. So bilden sie eine dreidimensionale Porenstruktur. Die Fasern selbst sind durch eine Oberflächenbehandlung dauerhaft benetzbar für den Elektrolyten. Dies reduziert bei der Befüllung der Zelle die Gefahr des Einschlusses von Gasblasen und trägt dazu bei, dass der Stack benetzt bleibt.
Wirkung wie ein Schwamm
Dank ihrer höheren Wärmeleitfähigkeit bieten elektrolytgetränkte Vliesstoffe im Vergleich zu Folien ein verbessertes Wärmemanagement innerhalb der Batteriezelle. Zudem dient die benetzbare Porenstruktur des Envelopes – ähnlich wie ein Schwamm – als zusätzliches Elektrolytreservoir. Bei Kompression wird der Elektrolyt wieder abgegeben, was insbesondere im Alterungsprozess der Zellen von Vorteil ist, da dann vermehrt Elektrolyt benötigt wird.
Als Kompressionselement können Envelopes aus dickeren Vliesstoffschichten teilweise die Verdickung des Zellstapels innerhalb der Zelle ausgleichen. Dadurch lassen sich die Kompressionselemente zwischen den Zellen schmaler gestalten. Gleichzeitig wird die Druckverteilung im Zellstapel gleichmäßiger, was das Risiko von Dendritenbildung und Lithium-Plating verringern kann.
Herstellung nach Automobilstandards
Um die Sicherheit und Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, bietet Freudenberg Sealing Technologies Cell Caps nach Kundendesign an, die gemeinsam mit den Zellherstellern entwickelt werden. Sie integrieren alle erforderlichen Funktionen, einschließlich der Berstscheiben, die im Falle eines thermischen Durchgehens der Zelle austretende Gase ableiten. Cell Caps werden vor Ort für den lokalen Markt mit dem geringstmöglichen CO2-Fußabdruck und in Übereinstimmung mit Automobilstandards wie IATF 16949 hergestellt.
„Bei diesen Kundenprojekten kombinieren wir modernste Materialien mit intelligentem Design sowie unser Know-how in der Dichtungstechnologie und bei technischen Kunststoffen mit unserem Wissen in der Stanztechnik. So können wir neue Maßstäbe setzen, um eine perfekte Abdichtung und lange Lebensdauer der Cell Caps zu gewährleisten”, sagt Giulia Richard, Global Marketing Director bei Freudenberg Sealing Technologies.
Kompatibel mit verschiedenen Elektrolyten
Die Cell Caps sind auf Gasdichtigkeit getestet und behalten diese Fähigkeit über die gesamte Lebensdauer der Batterie. Das gewährleistet eine optimale Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen, minimiert das Risiko von Gaslecks und erhöht die Sicherheit. Darüber hinaus weisen die Cell Caps eine mechanische Widerstandsfähigkeit gegen Spitzenbelastungen und Ermüdung auf.
Ihre Kompatibilität mit verschiedenen Elektrolyten, eventuell von außen anstehenden Kühlflüssigkeiten und Gasen ermöglicht eine nahtlose Integration in unterschiedliche Systeme von Elektrofahrzeugen. Alle verwendeten Materialien sind elektrochemisch erprobt.
„Die Mobilität verändert sich und Freudenberg Sealing Technologies hält Schritt. Als Marktführer in den Segmenten Technologie, Qualität und Service für den Automobilbereich verfügen wir über das erforderliche Know-how, um innovative und zukunftsweisende Produkte für die Mobilität der Zukunft zu entwickeln und zu fertigen“, betont Ulrich Huth, President Automotive Sales bei Freudenberg Sealing Technologies.
