Thermal Barriers: Mehr Sicherheit für Elektroautos – jetzt auch in 3D

Ein Entwicklungsfokus liegt daher auf leistungsstarken Batterien. Doch bei Lithium-Ionen-Batterien steigt bei höherer Energiedichte die Gefahr des thermischen Durchgehens. Um dies zu verhindern, hat Freudenberg Sealing Technologies Thermal Barriers entwickelt. Diese erhöhen den thermischen Ausbreitungswiderstand und können damit den „Thermal Runaway“ verlangsamen oder sogar stoppen. Ganz neu ist, dass die Thermal Barriers jetzt auch in maßgeschneiderten, flexiblen 3D-Geometrien verfügbar sind und den Einsatz an verschiedenen Positionen innerhalb der Batterie sowie die Integration weiterer Komponenten ermöglichen.

Das thermische Durchgehen, also das Entzünden oder Explodieren einer Batteriezelle aufgrund eines sich selbst verstärkenden Aufheizungsprozesses, ist ein signifikantes Sicherheitsproblem. Auslöser sind verschiedene interne oder externe Faktoren wie Überladung, zu starke Entladung, Beschädigung oder Erhitzen der Batterie. Thermal Barriers fungieren als Schutzschichten, die die Ausbreitung von Wärme und Flammen in der Batterie verlangsamen oder verhindern und damit die Sicherheit deutlich erhöhen. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist: Durch die begrenzte Wärmeübertragung zwischen den Batteriezellen kann sich die Energiedichte erhöhen und damit die Leistung der Batterie gesteigert werden.

Werkstoffexperten von Freudenberg Sealing Technologies haben eigens für diese Anwendung ein hitzebeständiges Material entwickelt und umfangreich auf eigenen Prüfständen getestet, das Temperaturen bis 1.200 °C sicher standhält. Diese extreme Hitzebeständigkeit erhält das compoundierte Polymerdurch seine spezielle Zusammensetzung. Diese machen es auch gegen Partikelstöße, wie sie bei der Entlüftung von Zellen entstehen, beständig.

Die daraus im Spritzguss- oder Extrusionsverfahren hergestellten flexiblen, kundenspezifisch gefertigten Matten, Profile und komplexen 3-D-Geometrien sind vergleichsweise leicht, dass sie wenig zum Gesamtgewicht der Batterie beitragen. In Hinblick auf die im Leichtbau geforderte Gewichtsreduktion bei Fahrzeugen können so ohne nennenswertes zusätzliches Gewicht Batterien mit höherer Energiedichte eingesetzt werden.

Freudenberg Sealing Technologies hat mit Thermal Barriers insgesamt und den 3D-Anwendungen im Speziellen ein innovatives Produkt auf den Markt gebracht, das die Sicherheit von Elektroautos erhöht und das Risiko der thermischen Propagation in zukünftigen Batteriesystemen verringert. Als Partner der Automobilindustrie kombiniert Freudenberg marktspezifisches Know-how mit einzigartiger Material-, Technologie- und Entwicklungskompetenz und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung der Elektromobilität.

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