Mehr Kapazitäten

Das Herzstück der Investition in sechsstelliger Höhe ist eine speziell entwickelte Isolier- und Sicherheitsbehälterkammer (IsoC). Dank dieser Kammer lassen sich Belastungstests mit den sehr aggressiven Lithium-Elektrolytlösungen, die in Lithium-Ionen-Batteriezellen enthalten sind, sicher durchführen. Die Substanzen sind im Kontakt mit Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit flüchtig, giftig und leicht entflammbar. Das zwei Kammern umfassende Glas-Stahl-Gehäuse mit einer Grundfläche von sechs mal drei Metern bietet jetzt die Möglichkeit, in einer kontrollierten, inerten und feuchtigkeitsfreien Umgebung mit ihnen zu arbeiten.

Darüber hinaus hat Freudenberg Sealing Technologies ein ausgeklügeltes Telemetrie-Kontrollsystem implementiert, das rund um die Uhr die Fernüberwachung der aktiven Arbeit in der IsoC ermöglicht. Hinzu kommen Schutzausrüstung von Kopf bis Fuß und spezielle Atemschutzmasken für die Mitarbeitenden, nicht-reaktive Tauchgefäße auf Nickelbasis, ein Sicherheitsüberwachungs- und Alarmsystem sowie Elektrolytlösungen, die mehrere tausend Euro pro Tonne kosten.

„Wir können unseren Kunden jetzt Designsicherheit auf Basis wissenschaftlicher Daten bieten“, erläutert Francis Joseph Walker, Director Research & Development bei Freudenberg Sealing Technologies in Nord-Amerika. „Wir haben diesen Schritt für unsere Kunden und als Reaktion auf den wachsenden Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in verschiedenen Anwendungen getan. Bisher ging es in Tests in der Regel um den Einfluss von Materialien auf die Elektrolyten. Mit dem neuen Equipment konzentrieren wir uns jetzt auch auf den Einfluss der Elektrolyte auf die Materialien.“

Wachsender Markt erzeugt Bedarf

Zahlreiche Analysten prognostizieren, dass der Markt für Lithium-Ionen-Batterien in den nächsten fünf Jahren ein zweistelliges Wachstum verzeichnen wird. Grund dafür ist der zunehmende Einsatz von Batterien in Branchen wie Automobil, Bauwirtschaft, Bergbau, Nutzfahrzeuge, Wohnmobile, Schiffe, Züge und Elektronik. Entwickler sind daher ständig bemüht, diese nachhaltigen Energiespeicher noch leistungsfähiger und robuster zu machen sowie die Auflade-Zyklen zu verkürzen. Da Elektrolytlösungen einen direkten Einfluss auf diese Leistungsthemen haben, werden ständig neue und verbesserte Lösungen auf den Markt gebracht. Sie können zu einem schnelleren Austausch der Lithium-Ionen zwischen der Anoden- und der Kathodenseite einer Batteriezelle führen, was sich letztlich positiv auf die Entlade- und Aufladeraten auswirkt. Allerdings sind damit auch Dichtungen, Dichtringe und andere Batteriekomponenten permanent einem Mix aus reaktiven, entflammbaren, ätzenden und gefährlichen Chemikalien ausgesetzt.

Freudenberg Sealing Technologies führt bereits seit Jahrzehnten umfassende physikalische und analytische Materialtests durch, um die Leistungsfähigkeit und Verträglichkeit von Werkstoffen zu dokumentieren, die unterschiedlichen Flüssigkeiten, Materialien und Belastungsbedingungen ausgesetzt sind. Die Datenbank, die das Unternehmen aus diesen Ergebnissen zusammengestellt hat, liefert die erforderlichen Spezifikationsrichtlinien und Materialbenchmarks für seine Komponenten.

Für den erfolgreichen Test von Lithium-Ionen-Materialien sind jedoch spezielle Voraussetzungen gefordert. Diese stehen jetzt mit der neuen Ausrüstung und Testmethodik im Zentrallabor ebenfalls zur Verfügung.

Neue Prüfverfahren, neue Anforderungen

„Sämtliche Belastungstests müssen innerhalb der IsoC in einer sauerstoff- und feuchtigkeitsfreien Umgebung durchgeführt werden“, erläutert Michael Saruna, der als Chemiker im Zentrallabor von Freudenberg Sealing Technologies in Plymouth für die Materialtests in elektrolytischen Lösungen verantwortlich ist. „Elektrolytlösungen, die der Luft ausgesetzt sind, können sehr gefährlich werden. Daher mussten wir bei der Konzeption der IsoC besonders auf die Sicherheit und die Bereitstellung einer kontrollierten Umgebung achten.“