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EV battery cell pack

Auswirkungen von H.B. Fuller auf den Markt für Elektrofahrzeuge

Posted 17 Dez 2024 by Dr. Marlen Valverde, Business Development Manager

Wie EV Protect 4006 die Sicherheit von EV-Batterien revolutioniert hat und was als Nächstes kommt

Verbraucher haben 2023 fast 14 Millionen neue Elektroautos gekauft. Um diese Zahl in Perspektive zu setzen, machten Elektroautos fast jeden fünften Neuwagenverkauf aus. Der Kauf von Elektrofahrzeugen (EVs) wird voraussichtlich weiter steigen, da in einer kürzlich durchgeführten Umfrage von McKinsey & Company 42% der Verbraucher angaben, ihr nächstes Auto solle elektrisch sein.

Fortschritte in der EV-Batterietechnologie, wie H.B. Fullers EV Protect 4006, tragen dazu bei, diesen Trend voranzutreiben. Der EV Protect 4006 stoppt die Ausbreitung von Batteriebränden im Fahrzeug und verbessert die Haltbarkeit der Batteriezellen – was die Sicherheit der Insassen und die Lebensdauer der Batterie erhöht. Hier werden wir erläutern, wie der EV Protect 4006 funktioniert, wie die Technologie die thermische Verwaltung von EV-Batterien verändert hat und wohin die H.B. Fuller-Experten die Batterietechnologie in den kommenden Jahren führen.

Was ist der EV Protect 4006?

Der EV Protect 4006 von H.B. Fuller ist ein Polyurethanschaumstoff, der hauptsächlich verwendet wird, um Batteriezellen in Batteriemodulen einzubetten – den Bausteinen von EV-Batterien. Nachdem die Hersteller das Produkt in flüssiger Form aufgetragen haben, steigt das Material auf und härtet aus, um die Zellen innerhalb des Moduls zu umschließen (siehe Abbildung 1).

EV Protect

Abbildung 1. Der EV Protect 4006 umschließt Batteriezellen.

Der primäre Zweck des EV Protect 4006 besteht darin, die thermische Ausbreitung zu verhindern. Mit anderen Worten stoppt der Umschließungsmittel Brände daran, sich auf andere Batteriezellen innerhalb des Moduls, des Batteriepacks und des Fahrzeugs auszubreiten. Brandschutz ist für EVs entscheidend, da ihre wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien hochentzündlich sind und lang brennen können.

Zusätzlich zur Verhinderung der Brandausbreitung bietet der EV Protect 4006 eine halbstrukturelle Unterstützung für Batterien. Das Material hält die Batteriezellen an Ort und Stelle und fungiert als Vereiniger für das Batteriemodul – indem es die separaten Komponenten zu einer flexiblen Struktur zusammenführt. Die vereinigte Batterie schützt die Zellen, indem sie externe Umwelteinflüsse wie Schock und Vibration absorbiert. Dies verlangsamt die Zellalterung und gewährleistet, dass die Batterie im Laufe der Zeit gut funktioniert.

Obwohl der EV Protect 4006 hauptsächlich in EV-Batterien verwendet wird, hat er potenzielle Anwendungen, wo immer die Brandverhütung von Lithium-Ionen-Batterien erforderlich ist. Das leichte Material könnte in Handys, handgehaltenen Elektrowerkzeugen und sogar in militärischen Anwendungen wie Drohnen und Satelliten verwendet werden.

Bedeutung des EV Protect 4006

Bevor der H.B. Fuller-Wissenschaftler Albert Giorgini und sein Team den EV Protect 4006 erfanden, hatten EV-Batteriehersteller keinen erfolgreichen Weg, um die thermische Ausbreitung zu stoppen. Hersteller versuchten, Brände durch Kompressionspolster und Glimmerschilde zu isolieren, aber diese Technologien verhinderten nicht, dass die Brände auf andere Zellen oder das gesamte Fahrzeug übergriffen.

Im Gegensatz dazu löscht der EV Protect 4006 Brände innerhalb von Sekunden, ohne die umliegenden Zellen zu beeinträchtigen. Das folgende Video vergleicht die Reaktion auf intensive thermische Aktivität zwischen Zellen, die in EV Protect 4006 eingekapselt sind, und einem Produkt eines Mitbewerbers.

Die Hemmung von EV-Batteriebränden rettet Leben und teure Ausrüstung und verhindert hochgiftige und gefährliche Gasemissionen, die durch die Brände verursacht werden. Im Jahr 2023 verlieh der Adhesive and Sealant Council (ASC) seinen Hauptpreis für Innovation in der Klebstoff- und Dichtstoffindustrie an EV Protect 4006. Der Hauptpreis wird nur an Technologien auf höchstem Entwicklungsstand verliehen. Das Gewinnen dieses Preises unterstreicht die Bedeutung des EV Protect 4006.

“Bevor es den EV Protect 4006 gab, war kein Material erfolgreich darin, Batterien sicher zu halten,” sagt Dr. Marlen Valverde, Business Development Manager von Global Strategic OEM/EV bei H.B. Fuller, “Dieses Material hat die Batteriesicherheit revolutioniert, indem es die thermische Ausbreitung effektiv verhindert. Es gibt keine vergleichbare Technologie.”

EV Protect 4006 heute und morgen

Obwohl die Hälfte der EV-Batteriekunden von H.B. Fuller den EV Protect 4006 wie vorgesehen verwenden, benötigen viele Anpassungen, um die schützenden und halbstrukturellen Vorteile des Produkts voll auszuschöpfen. Zum Beispiel können die Formen der EV-Batteriezellen von zylindrisch über prismatisch (Schichten von Zellenmaterial, das zu einer kastenartigen Form gerollt wird) bis hin zu Beutelzellen reichen. Beutelzellen erfordern eine andere Topftechnik als zylindrische Zellen, um sicherzustellen, dass der EV Protect 4006 die Wärmeentwicklung um die gesamte Zelle herum isoliert.

Wenn H.B. Fuller-Experten mit Kunden zusammenarbeiten, um den EV Protect 4006 zu implementieren, berücksichtigen sie zunächst die Batterieanforderungen, das Design und die Leistungserwartungen der Kunden. Anschließend führen sie Berechnungen durch und entwickeln maßgeschneiderte Materialien (falls erforderlich) vor der Produktion. Da die Elektroenergieteams von H.B. Fuller weltweit tätig sind, können Kunden eng mit Ingenieuren in ihrer Region zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass das Endprodukt ihren Anforderungen entspricht.

Vorbereitung auf die Zukunft der Elektrofahrzeugbatterien

Die Forschungs- und Entwicklungsteams von H.B. Fuller arbeiten daran, den EV Protect 4006 für aktuelle Anwendungen zu optimieren. “Obwohl das Produkt unser Hauptarbeitspferd ist, beobachten wir es genau,” sagt Valverde. “Was können wir noch tun, um es für unsere Kunden zu verbessern? Es ist nicht immun gegen Upgrades.”

Die Teams überlegen auch, wie das Produkt in zukünftige Anforderungen von EV-Batterien und der Stromspeicherung passt. Ein wichtiger Teil davon ist, Veränderungen vorherzusehen, nicht darauf zu reagieren. Die Elektroenergieexperten von H.B. Fuller überwachen den Markt auf Veränderungen im Batteriedesign und -anforderungen, einschließlich neuartiger Materialien, Veränderungen in der Position und Form der Batteriezellen und einer Zunahme der erwarteten Energiemenge, die Batterien verbrauchen sollen.

Beispielsweise könnten EV-Unternehmen Batterien mit größerer Reichweite anfordern, um mehr Verbraucher anzusprechen. Mit diesem Wissen kann das Team seine Arbeit darauf konzentrieren, wie die Zellalterung verlangsamt und mehr Zellen in jede Batterie integriert werden können.

Die Zusammensetzung der EV-Batteriezellen könnte sich in den kommenden Jahren ändern. Die Experten von H.B. Fuller schätzen, dass einige Unternehmen möglicherweise von flüssigen Lithium-Ionen-Zellen auf Feststoff-Lithium-Ionen-Zellen umsteigen, sobald die Technologie verfügbar ist. Obwohl Feststoff-Lithium-Ionen-Zellen das Risiko von Batteriebränden verringern würden, würde der Wechsel nicht die Notwendigkeit der Temperaturkontrolle aufheben. Außerdem erwarten Experten, dass Natrium-Ionen-Zellen Lithium-Ionen-Zellen in EV-Batterien als nachhaltigeres und kostengünstigeres Material ersetzen könnten. Es gibt noch viele offene Fragen, wie Umschließungsmittel entwickelt werden können, die diese aufkommenden Lösungen optimieren.

Das Team nutzt Marktforschung, um neue Richtungen für den EV Protect 4006 zu prüfen. Das vielseitige Produkt wird sich voraussichtlich ändern, wenn sich der Markt entwickelt und neue wissenschaftliche Entdeckungen auftauchen.

Betrachtung des Lebenszyklus von EV-Batterien

Fahrzeuge mit Elektroantrieb sind keine neue Erfindung, aber ihre benzinbetriebenen Pendants haben die Automobilindustrie lange dominiert. In jüngster Zeit haben Fortschritte in der Batterietechnologie und steigende Umweltbedenken die Beliebtheit von Elektrofahrzeugen erhöht. Mit zunehmender Anzahl von EVs auf dem Markt wächst die Frage, was mit den EV-Batterien geschehen soll, wenn Verbraucher sie nicht mehr benötigen.

Die Experten von H.B. Fuller erforschen, wie sie Batteriezellen aus dem gehärteten Umschließungsmittel zur Wiederverwendung und zum Wiederverkauf zurückgewinnen können. Obwohl die mechanische Extraktion der Zellen möglich ist, erfordert sie große Mengen an Energie – etwas, das die Forscher zu vermeiden hoffen. Sie überlegen, wie sie das Material bei Bedarf abtrennen oder abbauen können.

H.B. Fuller und nachhaltige Klebstoffe

Der EV Protect 4006 ist ein Beispiel dafür, wie die Klebstofflösungen von H.B. Fuller die Nachhaltigkeit vorantreiben. In anderen Branchen wie Verpackung, Hygiene und Holzverarbeitung haben die Teams von H.B. Fuller Wege gefunden, den Umwelteinfluss von Produkten zu reduzieren, nachhaltigere Herstellungspraktiken zu ermöglichen und Verbraucher dazu zu bringen, nachhaltigere Lebensweisen anzunehmen. Weitere Informationen finden Sie in unserem kürzlich veröffentlichten Nachhaltigkeitsbericht 2023.

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