Auch Freudenberg Sealing Technologies unterstützt die Hersteller mit Lösungen, die die Zuverlässigkeit der Batteriezellen erhöhen. Lösungen, die zu einer längeren Lebensdauer sowie einer größeren Designfreiheit beitragen und das Zelldesign vorantreiben können. Serienreif sind nun die Produkte mit Cell Caps und Cell Envelopes.
Vliesstoff-basierte Cell Envelopes eröffnen neue Designmöglichkeiten
Cell Envelopes sind aus Vliesstoffen gefertigt, die den Zellstapel umhüllen und – wie herkömmliche Folien auch – den Stack bei der Montage schützen und elektrisch isolieren. Darüber hinaus bieten die Vliesstoffe technische Vorteile gegenüber den heute eingesetzten Standardfolien.
Die faserbasierten Cell Envelopes bilden eine ultrahomogene dreidimensionale Porenstruktur. Die Fasern selbst sind durch eine Oberflächenbehandlung dauerhaft benetzbar für den Elektrolyten. Dies reduziert bei der Befüllung der Batteriezellen 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 Batteriezelle. 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. Die Gefahr der Dendritenbildung und Lithium-Plating wird damit reduziert. All diese Effekte tragen zur Verlängerung der Lebensdauer der Zelle bei.
Cell Caps sorgen für lange Lebensdauer der Batterien
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 die 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.
Widerstandsfähigkeit gegen Spitzenbelastungen und Ermüdung
Cell Caps, die mit den inneren Elektroden verschweißt werden, versiegeln und isolieren die Batteriezellen effektiv. 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.
