Elektrifizierte Zukunft
Auch 2019 stellten namenhafte Firmen wie Henkel, Siemens, Reroth und Voltabox ihre Produkte im Batteriesektor auf der Battery Show, der größten Fachmesse für hochentwickelte Batterie- und HEV-Technologien (Hybrid and Electric Vehicle) Europas, vom 28.-30. April in Stuttgart vor. Der Fokus der Battery Show liegt darauf, neue Innovationen vorzustellen und alle Beteiligten der Herstellungskette miteinander zu vernetzen.
Insbesondere im Automobilsektor gewinnen Batterien aufgrund der Wende zur E-Mobilität einen immer höheren Stellenwert ein. Es wird von einem rasanten Wachstum dieser Branche ausgegangen, sodass bereits 2030 40 Millionen Elektroautos auf unseren Straßen unterwegs sein werden (siehe Präsentation hier). Durch die erhöhte Nachfrage entwickeln die Produzenten immer neue und leistungsfähigere Batteriemodelle. Neben den Vorteilen, wie der Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und der deutlich einfacheren Technologie im Vergleich zum Verbrennungsmotor, gilt es jedoch auch große Herausforderungen zu lösen, vor die uns die E-Mobilität stellt. Für die Produktion von Batterien werden zum Teil seltene und teure Rohstoffe benötigt. Ein größeres Problem sind die hohe Energiedichte und die hohen Ströme, denn dadurch besteht ein intrinsisches Brandrisiko. Das thermische Management ist daher besonders wichtig, damit die Batterie, z.B. beim Laden, nicht überhitzt. Während des Ladens muss die Wärme abgeleitet werden, dies kann unter anderem durch aktives Kühlen während des Ladevorganges geschehen. Leoni und Huber+Suhner haben in diesem Zusammenhang ein gekühltes Ladekabel für schnelles Laden mit hoher Spannung vorgestellt. Voltabox stellte ihre neue Generation von hochvoltigen Batterien, die flüssig gekühlt werden, vor. Eine andere Lösung zur Kühlung stellte beispielsweise die Firma 3M Electronics Materials Solutions Division vor: hier wird zugrunde gelegt, dass Batterien meist aus vielen einzelnen Zellen bestehen. In die Zwischenräume zwischen den einzelnen Batterien wird ein thermisch leitfähiges Füllsystem eingebracht.
Lösungen für Batteriepacks und deren Herstellung aus verschiedenen Materialien zeigte die Firma DuPont. Es wurden hierbei Kunststoffe, Klebstoffe, Filme, elektronische Komponenten, Kabel sowie Konnektoren berücksichtigt.
Wie die Batterieindustrie auf lange Sicht ihre Effizienz erhöhen kann, zeigte Siemens mit ihrem Portfolio, hier wurden Automatisierungslösungen und innovative Software vorgestellt.
Nicht vergessen werden darf aufgrund der immer höheren Leistungsfähigkeit der Batterien und der damit einhergehenden immer höher werdenden Brandgefahr, neben der aktiven Kühlung der Einsatz geeigneter flammgeschützter Materialien. Diese können verhindern, dass es bei Kurzschlüssen oder Überhitzen zu einem Brand kommt. Das Laden mit hohen Strömen stellt besondere Anforderungen an die verwendeten Materialen der verschiedenen Bauteile, hier ist der Fokus auf die Kunststoffbauteile und darin eingesetzten Flammschutzmittel zu legen. Diese haben nicht nur Einfluss auf die Entzündlichkeit der Materialien, sondern auch auf die Kriechstrom und Durchschlagsfestigkeit, Stichwort Current Tracking Index (CTI).