Leistungsfähige Lithium-Ionen-Batteriearchitekturen sind von grundlegender Bedeutung für die Weiterentwicklung der flächendeckenden Elektrifizierung von Automobilen. Während die Designs der Batteriesysteme je nach Hersteller variieren, sind die Leistungsziele für alle Automobilbatterietechnologien identisch: eine längere Lebensdauer, Betriebssicherheit, Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit. Henkel und Covestro haben gemeinsam eine Lösung entwickelt, die eine effiziente Fixierung von zylindrischen Li-Ionen-Batteriezellen in einem Kunststoffzellhalter ermöglicht. Die Lösung basiert auf einem UV-härtenden Klebstoff von Henkel und einem transparenten Polycarbonat-Blend von Covestro.
Automobilhersteller stehen unter dem starken Druck, die Preise für Elektrofahrzeuge zu senken. Eine Voraussetzung dafür ist die kosteneffiziente Serienherstellung von Li-Ionen-Batteriezellen. Henkels Loctite AA 3963 Batterie-Montageklebstoffe und Covestros UV-transparentes Polycarbonat-Blend Bayblend sind kompatibel mit hochvolumigen automatisierten Dosiertechniken und bieten flexible und schnelle Aushärtungsmechanismen. Der Acrylklebstoff wurde für den Zellhalter entwickelt, der aus einem speziellen flammhemmenden Kunststoff besteht. Er bietet eine starke Haftung zum Substratmaterial und ermöglicht eine flexible Anpassung der Produktion durch lange Öffnungszeiten und kurze Aushärtungszyklen.
Effiziente und flexible Produktion
„Hochvolumige Fertigungsprozesse mit kurzen Zykluszeiten und Prozessflexibilität sind unerlässlich“, erklärt Frank Kerstan, e-Mobility Market Segment Manager in der EMEA-Region bei Henkel. „Der OEM-zugelassene (für Fahrzeuge zugelassene, Anm.) Loctite-Klebstoff zur Befestigung von zylindrischen Li-Ionen-Zellen in einem Träger ist eine einkomponentige, bedarfsgerechte Formulierung. Die lange offene Zeit des Materials nach dem Hochgeschwindigkeitsdosiervorgang ermöglicht die Anpassung an den Prozess, indem es eine unerwartete Produktionsunterbrechung zulässt.“
Sobald alle Zellen in den Klebstoff eingebracht und in der Halterung befestigt sind, wird die Aushärtung mit ultraviolettem Licht aktiviert und erfolgt in weniger als fünf Sekunden. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber der konventionellen Fertigung, bei der die Aushärtezeiten im Bereich von mehreren Minuten bis zu Stunden liegen können und somit zusätzliche Lagerkapazitäten für die Teile benötigt werden.
Die Zellhalter werden aus dem PC+ABS-Blend Bayblend FR3040 EV von Covestro hergestellt. Mit einer Dicke von nur einem Millimeter erfüllt der Kunststoff bereits die Brennbarkeitsklasse V-0 der UL94 der Underwriters Laboratories, weist aber eine gute Durchlässigkeit für UV-Strahlung im Wellenlängenbereich oberhalb von 380 Nanometern auf.
„Das Material ermöglicht uns die Konstruktion von formstabilen Teilen, die für die automatisierte Massenmontage notwendig sind“, sagt Steven Daelemans, Market Development Manager E-Mobility im Segment Polycarbonate bei Covestro. „Zusammen mit der schnellen Aushärtung der Klebstoffe von Loctite bietet diese Materialkombination einen innovativen Ansatz für die Produktion von großen zylindrischen Li-Ionen-Batteriemodulen.“
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www.henkel.at
www.covestro.com