Hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und mehr Designfreiheit: Mit diesen Eigenschaften setzen die innovativen Lösungen von Freudenberg Sealing Technologies Maßstäbe für prismatische Batteriezellen. Sowohl die Cell Caps als auch die vliesstoffbasierte Umhüllung des Zellstapels, die Cell Envelopes, bieten den Herstellern erhebliche technische Vorteile und unterstützen den weltweiten Umstieg auf die batteriebetriebene Elektromobilität.
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 Batterien. Freudenberg Sealing Technologies unterstützt die Hersteller mit innovativen 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.
Vliesstoff-basierte Cell Envelopes eröffnen neue Designmöglichkeiten
Cell Envelopes von Freudenberg Sealing Technologies sind aus innovativen 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 jedoch erhebliche 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 Zelle die Gefahr des Einschlusses von Gasblasen und trägt dazu bei, dass der Stack benetzt bleibt.
Besseres Wärmemanagement
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, wodurch die Gefahr der Dendritenbildung und Lithium-Plating reduziert werden kann.
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 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.
Cell Caps, die mit den inneren Elektroden verschweißt werden, versiegeln und isolieren die Batteriezellen effektiv. Die Cell Caps von Freudenberg Sealing Technologies sind auf absolute 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 außergewöhnliche 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.
