Temperaturmanagement von Li-Ion Battery-Packs

Frankenthal. Dass die Firma CMC Klebetechnik dabei einen Beitrag zur Erhöhung der Lebensdauer leisten kann mag verwundern. Doch der in dem Industriesektor der Batterie-Fertigung völlig unbekannte Mittelständler ist spezialisiert auf Hochleistungsfolien.

Heutige Elektrofahrzeuge nutzen alle Lithium-Ionen-Batterien zur Speicherung der elektrischen Energie. Diese Batterien sind empfindliche elektrochemische Elemente. Tiefentladung und Überladung werden generell elektronisch vermieden. Denn Schädigungen des Separators zwischen den Elektroden durch die dabei entstehenden Dendriten (Abscheidung kompakten Metalls) können zu einem Verlust an Speicherkapazität oder sogar Kurzschluss führen.

Neben der starken Erwärmung unter Belastung stellt jedoch auch die Empfindlichkeit von Li-ION-Batterien gegenüber Lade- und Entladevorgänge bei tiefen Temperaturen ein zusätzliches Problem dar. Die Zellen altern schneller und die mögliche Einsatzdauer wird verkürzt.

Um diesem Problem zu vermeiden, muß ein Teil der in der tiefkalten Batterie gespeicherten Energie dazu genutzt werden, das Batteriepack und damit das Elektrolyt zu erwärmen.

Eine sehr elegante Methode dazu stellen elektrisch beheizbare Folien dar, die wendelförmig um die „coffee-bags“ genannten Einzelelemente gelegt werden können. Sie geben eine einfach zu regelnde Menge an Wärme. Die Hitzeentwicklung setzt sofort mit dem Anlegen einer Spannung ein. Dadurch wird die Batterie bereits unmittelbar nach dem Startvorgang erwärmt und in den optimalen Arbeitsbereich von 0-40°C gebracht.

Für diese Aufgabe bietet CMC Klebetechnik eine nur 50µm starke Polymerfolie an. Sie hat mit 100 Ohm/Square und einer Temperaturbeständigkeit weit über 150°C optimale Voraussetzungen, um selbst in eng gepackten Batteriepacks platzsparend verbaut werden zu können. Der Widerstand ist sehr konstante über den gesamten Temperaturbereich und verändert sich auch durch Alterung nur wenig. Ideale Voraussetzungen, um zuverlässig die gesamte Lebensdauer der Batterie zu überstehen. Zudem ist die Folie inhärent flammhemmend nach UL94 VTM-0.

Interessenten erhalten gerne Muster zugeschickt, die durch einfaches Zuschneiden in Wärmeleistung, Spannungsklasse und Stromfluß „einstellbar“ sind.