Bis 2030 sollen weit mehr als 100 Millionen Elektroautos auf den Straßen dieser Welt unterwegs sein. Um die Elektromobilität in Zukunft leistungsfähiger zu machen, arbeiten fast alle Hersteller daran, die Reichweite zu erhöhen und die Ladezeiten zu verkürzen. Ein Schwerpunkt der Entwicklung liegt auf leistungsstarken Batteriezellen.
Ein Anbieter von Dichtungen unterstützt die Hersteller mit Lösungen, die die Zuverlässigkeit der Zellen erhöhen. Lösungen, die zu einer längeren Lebensdauer sowie einer größeren Designfreiheit beitragen und das Zelldesign vorantreiben können. Mit Cell Caps und Cell Envelopes hat Freudenberg Sealing Technologies nun zwei Produkte zur Serienreife gebracht.
Vliesstoffe schützen die Batteriezellen
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.
Aufgrund ihrer höheren Wärmeleitfähigkeit ermöglichen elektrolytgefüllte Vliesstoffe im Vergleich zu Folien zudem ein besseres Wärmemanagement in der Zelle. Hinzu kommt, dass die benetzbare Porenstruktur des Envelopes – ähnlich wie bei einem Schwamm – ein zusätzliches Elektrolytreservoir in der Zelle darstellt. Bei Kompression wird der Elektrolyt wieder freigesetzt. Dies passiert vor allem während der Alterung der Batteriezellen – also genau dann, wenn zusätzlicher Elektrolyt benötigt wird.
Als Kompressionselement können Envelopes aus dickeren Vliesstofflagen die Verdickung des Zellstacks innerhalb der Zelle teilweise kompensieren. Dadurch können die Kompressionselemente zwischen den Zellen schmaler gestaltet werden. Zudem verteilt sich die Kraft innerhalb der Zelle gleichmäßiger auf den Zellstapel, wodurch die Gefahr der Dendritenbildung und Lithium-Plating reduziert werden 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.
