Die rasante Entwicklung der Elektromobilität bringt nicht nur Fortschritte, sondern auch Herausforderungen mit sich. Eine dieser Herausforderungen ist die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere bei höheren Energiedichten. Freudenberg Sealing Technologies hat nun eine Lösung vorgestellt, die das Risiko des thermischen Durchgehens von Batterien – bekannt als „Thermal Runaway“ – erheblich zu reduzieren vermag.
Gepaart mit dem prognostizierten Anstieg der Elektroautos auf den Straßen bis 2030 arbeiten Automobilhersteller weltweit daran, die Leistungsfähigkeit und Reichweite ihrer Fahrzeuge zu erhöhen. Ein Schlüssel dazu sind leistungsstärkere Batterien. Doch mit der Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien steigt auch das Risiko des thermischen Durchgehens. Dieser selbstverstärkende Aufheizungsprozess kann dazu führen, dass eine Batteriezelle sich entzündet oder sogar explodiert, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.
FST: 3D Thermal Barriers als Stopper für „Thermal Runaway“
Um diesem Problem entgegenzuwirken, hat Freudenberg Sealing Technologies die „3D Thermal Barriers“ entwickelt. Andrew Espinoza, Global Vice President Technology der Oil Seals Powertrain & Driveline Division bei Freudenberg, erklärte, dass diese Barrieren in maßgeschneiderten, flexiblen 3D-Geometrien verfügbar sind. Sie können an verschiedenen Stellen innerhalb der Batterie eingesetzt werden und ermöglichen die Integration weiterer Komponenten.
Diese „Thermal Barriers“ dienen als Schutzschichten, die die Ausbreitung von Wärme und Flammen in der Batterie verlangsamen oder sogar verhindern. Sie erhöhen somit die Sicherheit und verringern das Risiko von „Thermal Runaway“ und „Thermal Propagation“. Wie der Zulieferer für die Automobilindustrie zu verstehen gibt, bietet die Einführung der 3D-Variante dieser Barrieren völlig neue Anwendungsmöglichkeiten. Sie können mittels moderner Fertigungsverfahren wie Spritzguss und Extrusion in kundenspezifischen, dreidimensionalen Geometrien hergestellt werden. Diese können beispielsweise als Profildichtungen, Modulabtrennungen oder Abdeckungen für verschiedene Batteriekomponenten dienen.
Ein zusätzlicher Vorteil dieser Technologie ist, dass die hergestellten 3D-Geometrien leicht sind und das Gesamtgewicht der Batterie nur minimal beeinflussen. Das Unternehmen habe eigener Aussage nach spezielle hitzebeständige Materialien entwickelt, die sowohl elektrisch als auch thermisch isolierend sind. Tests haben gezeigt, dass diese Materialien Temperaturen von bis zu 1.200 °C standhalten können. Diese Hitzebeständigkeit wird durch ihre spezielle Zusammensetzung erreicht, die sie auch gegen Partikelstöße schützt.
„Die dreidimensionalen Thermal Barriers und die eingesetzten Materialien haben umfangreiche Tests durchlaufen, die weit über die geforderten Standards hinausgehen. Dabei haben sie ihre herausragende Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit sowohl in Prüfstandstests also auch in Batteriesystemtests bewiesen. Die Produkte erfüllen höchste Qualitätsstandards, sind nach UL 94 V-0 zertifiziert und bereits erfolgreich in ersten Serienproduktionen der Automobilindustrie im Einsatz“, sagt Andrew Espinoza.
Quelle: Freudenberg Sealing Technologies – Per Mail
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