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Mit Kleb- und Kunststoff Batteriezellen effizienter montieren

Batteriezellen schneller und kosteneffizienter montieren: Covestro und Henkel haben dafür nun eine Lösung entwickelt Foto: Henkel

Zylindrische Li-Ionen-Batteriezellen effizient in einem Kunststoffzellhalter fixieren? Henkel und Covestro haben gemeinsam eine Lösung entwickelt.

Um die E-Mobilität voranzutreiben sind leistungsfähige Batterietechnologien erforderlich. Oberste Priorität haben hierbei eine lange Lebensdauer, Betriebssicherheit, Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit. Gemeinsam haben die beiden Unternehmen Henkel und Covestro nun eine Lösung entwickelt, die eine effiziente Fixierung von zylindrischen Li-Ionen-Batteriezellen in einem Kunststoffzellhalter ermöglicht. Diese basiert auf einem UV-härtenden Klebstoff von Henkel und einem transparenten Polycarbonat-Blend von Covestro.

Kurze Aushärtungszyklen, flexiblere Produktion

E-Fahrzeuge für erschwinglichere Preisregionen: Das ist das Ziel vieler Automobilhersteller. Voraussetzung dafür ist aber eine 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. Der Vorteil hierbei: Das Substratmaterial haftet an diesem speziellen Kunststoff entsprechend stark. Zudem lässt sich dadurch auch die Produktion flexibler anpassen, etwa durch lange Öffnungszeiten und kurze Aushärtungszyklen.

EV-Batteriesysteme mit zylindrischen Zellen erfordern Lösungen, die eine automatisierte Massenmontage ermöglichen - der Schwerpunkt der Partnerschaft von Covestro und Henkel. Foto: Henkel

Für kurze Zyklen und eine hohe Prozessflexibiltät

Für Frank Kerstan, E-Mobility Market Segment Manager in der EMEA-Region bei Henkel sind hochvolumige Fertigungsprozesse mit kurzen Zykluszeiten und Prozessflexibilität unerlässlich. Der Klebstoff wurde auf diese Anforderungen hin zugeschnitten: „Der OEM-zugelassene 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 Hochgeschwindigkeits-Dosiervorgang ermöglicht die Anpassung an den Prozess, indem es eine unerwartete Produktionsunterbrechung zulässt“, erklärt Kerstan.

Mittels ultraviolettem (UV) Licht wird der Klebstoff aktiviert und härtet dann in weniger als 5 s aus. Voraussetzung dafür ist, dass sämtliche Zellen in den Klebstoff eingebracht und in der Halterung befestigt wurden. 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.

Batteriemodule mit zylindrischen Zellen werden mit dem Bayblend-Material von Covestro konstruiert und mit dem Loctite-Klebstoff von Henkel zusammengebaut. Foto: Henkel

Neuer Ansatz für automatisierte Massenmontage von Li-Ionen-Batteriemodulen

Die Zellhalter bestehen aus dem PC+ABS-Blend Bayblend FR3040 EV von Covestro. Mit einer Dicke von einem Millimeter erfüllt der Kunststoff die Brennbarkeitsklasse V-0 der UL94 der Underwriters Laboratories, weist aber eine gute Durchlässigkeit für UV-Strahlung im Wellenlängenbereich oberhalb von 380 nm auf. „Das Material ermöglicht uns die Konstruktion von formstabilen Teilen, die für die automatisierte Massenmontage notwendig sind“, betont Steven Daelemans, Market Development Manager E-Mobility im Segment Polycarbonate bei Covestro. „Zusammen mit der schnellen Aushärtung der Loctite Klebstoffe bietet diese Materialkombination einen innovativen Ansatz für die Produktion von großen zylindrischen Li-Ionen-Batteriemodulen.“

db

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