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Klebebänder für die Batterieproduktion

Produkte für eine sichere EV-Batterie

Die Lithium-Ionen-Batterien moderner Elektrofahrzeuge werden ständig weiterentwickelt. Nicht nur die Leistungsdichte und die Ladezeit werden optimiert, sondern auch die Sicherheit der Batterie. Ausgeklügelte Fertigungsprozesse, aufwändige Batteriemanagementsysteme (BMS) und eine auf Sicherheit ausgelegte Batteriechemie (z.B. LFP; Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, NMC) helfen, die Batterie zu einem ausfallsicheren Bestandteil eines Fahrzeugs zu machen.

Damit Batterie-Packs in Elektrofahrzeugen, E-Bikes oder Energiespeicherlösungen (z.B. USV/UPS) sicher funktionieren, sind zahlreiche Randbedingungen zu beachten. Diese betreffen die Temperatur, jedoch auch die vibrationsbeständige Befestigung, die Berücksichtigung von Größenänderungen (Swelling) bei der Ladung sowie die Dichtigkeit der Verkapselung.

Klebebänder und Stanzteile von CMC erfüllen diese vielfältigen Funktionen.

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Klebebänder für die Batterieproduktion

Funktionen der CMC Klebebänder:

  • Polyesterfolien-Klebebänder zur mechanischen Befestigung und Bündelung

  • Flammhemmende Polypropylenfolien als Brandsperre (Propagation Protection)

  • Wärmeleitende elektrische Isolationen aus Kapton® MT-Folien (TIM) für eine optimale thermische Kopplung von Batteriezellen bei gleichzeitig hoher elektrischer Isolation. Auch mit wärmeleitend eingestelltem Acrylatkleber verfügbar

  • Nomex® Aramidpapier als nicht brennbare thermische Isolation und Brandsperre bei einem thermischen Durchgehen einzelner Zellen

  • Doppelseitige Klebebänder zur Befestigung und Fixierung von Leiterplatten, Kabeln und für die Cell-to-Cell Montage

  • Wärmeleitende Silikonfolien und Gapfiller für das Wärmemanagement (TIM) für eine optimalen thermischen Anbindung der Zellen an das Gehäuse

  • Flammhemmende Polycarbonat-Folien als Barrierematerial und elektrische Isolation

  • Kapton® Folien und Klebebänder als Hochleistungs-Isolation und flammhemmende Barriere mit sehr hoher Reserve (Polyimid kann bis zu 450°C kurzfristig belastet werden) und wird wie auch Nomex® als Schutz gegen die Propagation (Ausbreitung) eines Zellbrands eingesetzt

  • Acrylatschaum-Klebebänder mit Stärken von 0,2 mm bis 3 mm für Abdichtungen und mechanische Dämpfung von Schwingungen

  • Laminate aus unterschiedlichen Produkten (z.B. Schaumstoff und Folie) zum Dichten, Dämpfen und für die Kompression sind möglich

  • Flexible Isolationsfolien und Stanzteile für Busbars und flexible printed circuits (FPC).

Im Einsatz bei Lithium-Ionen-Batterien:

 Zelle-zu-Zelle Verklebung

 Elektrische Isolation

 Befestigung von Thermal Runaway Schutzprodukten

 Schutz vor Korrosion

 Klebebänder mit Easy Release Linern

 Wickelverschluss-Klebeband für Lithium Ionen Batterien


Mehr erfahren

Alle Produkte der CMC Klebetechnik entsprechen höchsten industriellen Standards und basieren ausschließlich auf geeigneten, industriell verwendeten Produkten. Alle Folien und Klebebänder sind auch in Form von Stanzteilen (Formteilen) erhältlich. CMC verfügt zum Herstellen von gestanzten Folien und Klebebändern über einen umfangreichen Maschinenpark. Für Erstmuster und kleine Serien werden Schneidplotter eingesetzt. Für große Serienproduktionen werden Hubstanzen oder hocheffizienten Rotationsstanzanlagen genutzt, um die Stückkosten gering zu halten.

CMC Klebebandlösungen zeichnen sich aus durch

  • Hervorragende dielektrische Spannungsfestigkeit bei geringer Materialstärke

  • Gute Haftung zu polaren Oberflächen (z.B. Stahl, Aluminium, Polyamide, Polyimide und Polyesterharze) und in vielen Fällen auch zu unpolaren Oberflächen (PA, PP, PE)

  • Für Weiterverarbeiter: Gute Stanzbarkeit und Vorteile bei der Applizierung (Easy Release Liner)

  • Individuelle Anpassungen möglich, da CMC Hersteller ist

  • Zahlreiche Folien mit Brennbarkeitseinstufung nach UL 94 / FMVSS302

  • Enge Toleranzen von +- 0,2 mm Schneidbreite und +- 0,3 mm bei Stanzteilen (genauer auf Anfrage möglich)

  • Klebebandlösungen ersetzen häufig eine aufwändigere Montage und bieten schnelle und langlebige Lösungen für funktionale Aufgaben

  • Gewichtsvorteile gegenüber anderen Befestigungs- und Sicherungsverfahren

  • Prozessvorteile bei der Verarbeitung (vereinfachte Montage, keine Aushärtezeiten, formgenau, geringe Dickentoleranzen)

Klebebänder und Stanzteile von CMC Klebetechnik erfüllen zahlreiche Funktionen in Batteriespeichern (Solarspeicher, EV-Speicher, E-Bicycle, rechargeable tools) und können zur Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterypacks, zur Reduktion der Montagezeit und einer reduzierten Baugröße erheblich beitragen.

Klebebänder und Stanzteile im Einsatz bei Lithium-Ionen-Batterien


Zelle-zu-Zelle Verklebung

Doppelseitige Klebebänder mit einem Polyester- oder Kapton®-Träger von CMC Klebetechnik verbinden eine hervorragende elektrische Isolation mit dem Vorteil einer scherfesten mechanischen Verbindung. Wo gewünscht können wärmeleitende Varianten angeboten werden.

Anders wie flüssige (2K)-Klebstoffe benötigen diese Klebebänder keine Zeit zum Aushärten und bieten eine sofortige Haftung. Klebebänder sind daher eine hervorragende Montagehilfe für die Verklebung zwischen einzelnen Zellen und brauchen keine Misch- und Dispensvorrichtungen.


Elektrische Isolation

Elektroisolierklebebänder von CMC Klebetechnik sind bereits ab einer Stärke von 25µm geeignet für Prüfspannungen bis zu ca. 4.000 V. Für höhere Prüfspannungen stehen dickere Isolierklebebänder zur Verfügung. Isolierklebebänder aus Kapton®, Nomex® oder Formex® bilden zudem eine gute Flammbarriere. Diese Folien sind nach UL94 V-0 (FMVSS302) gelistet. Die Elektroisolierklebebänder können auch zur Isolierung von starren oder flexiblen Busbar und FPC (flexible printed circuit) eingesetzt werden.


Befestigung von Thermal Runaway Schutzprodukten

In ungünstigen Fällen können sich Lithium-Ionen-Batterie sich selbst entzünden. Damit sich ein solcher Brand nicht zu schnell ausbreitet (GTR 20, 5 Minuten), werden Schutzprodukte (Thermal Runaway Barriere Material) zwischen die einzelnen Zellen oder Module eingebracht. Dies können z.B. Glimmer-, Aerogel-, Aramid- oder Keramikfaser-basierte Produkte sein. Für ein leichteres Handhaben während der Montage und zur Befestigung dieser empfindlichen Produkte können doppelseitige Klebebänder der CMC Klebetechnik eingesetzt werden. Diese Klebebänder haben einen dimensionsstabilen Folienkern und bieten neben einer elektrischen Isolation eine mechanische Stabilisierung dieser empfindlichen Produkte. Bei Bedarf können Thermal Shield Produkte auch komplett mit Klebefolien von CMC Klebetechnik eingepackt werden.


Schutz vor Korrosion

In Batteriemodulen und ganzen Batterypacks werden zahlreiche unterschiedliche Metalle verarbeitet (Kupfer, Aluminium, Stahl, etc.). Bei Anwesenheit eines Elektrolyten (Feuchtigkeit) kommt es zu Oxidation (Rost) und elektrochemischer Korrosion. Zur Vermeidung galvanischer Korrosion unterschiedlicher Metalle muß der Eintritt von Feuchtigkeit verhindert werden. Hierbei können zum Beispiel Acrylic Foam Klebebänder einen wesentlichen Beitrag leisten. Als Dichtung kombinieren sie eine sehr gute Verklebung mit dem elastischen Ausgleich von Maßtoleranzen.


Klebebänder mit Easy Release Linern

CMC Klebebänder können eingesetzt werden zum Herstellen von funktionalen Laminaten. Doppelseitige Klebebänder werden beispielsweise zum selbstklebenden Ausrüsten von Kompressionsschaum (Ausgleich der Zellschwellung beim Ladevorgang) eingesetzt oder für Laminate von Metallfolien und Isolationsfolien. Auch selbstklebende Stanzteile aus Isolationsfolien oder wärmeleitenden TIM-Produkten bieten Montagevorteile. CMC Klebetechnik verwendet als Schutzabdeckung (Liner) der Klebstoffseite silikonisierte Folien und Silikonpapiere mit einer leichten Abziehbarkeit (Easy Release). Dies erleichtert die Weiterverarbeitung z.B. in automatisierten Prozessschritten.


Wickelverschluss-Klebeband für Lithium Ionen Batterien

Für Hersteller von Lithium Ionen Batterien bietet die CMC Klebetechnik Wickelverschluss-Klebebänder an. Diese Klebebänder sind Hydrolyse-stabiler als übliche Polyesterklebebänder und dabei günstiger als beispielsweise Polyimidklebebänder.

Das Klebeband CMC 61100 basiert auf einer Klasse F (155°C) Folie für die Elektrotechnik, die sich durch eine hohe Alterungsstabilität auszeichnet. Sie hat eine signifikant geringere Feuchtigkeitsaufnahme als Polyesterfolien und eine deutlich höhere Beständigkeit gegenüber Hydrolyse (Erläuterung siehe Kasten). Der Hochleistungsacrylat-Kleber haftet auch auf LSE-Oberflächen gut und ist chemisch sehr beständig. Seine Scherfestigkeit selbst bei erhöhten Temperaturen ist exzellent und verschließt z.B. Batteriewickel (Jelly Roll) zuverlässig.

Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Folie sind mit der von Polyesterfolien vergleichbar, sodass ein 1:1 Austausch leicht möglich ist. Als Beschichter kann die CMC Klebetechnik bei Bedarf die Schichtstärke des Klebers zwischen 10µm bis 60µm anpassen. Auch andere Folien und Folienstärken sind möglich.

Das Spezialklebeband CMC 61100 für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist in Breiten von 3,6 mm bis 400 mm erhältlich oder auch als fertige Stanzteile auf der Rolle.

Klebebänder und Stanzteile von der CMC Klebetechnik

  • verbessern die elektrische Sicherheit

  • bieten einen hervorragenden mechanischen Schutz

  • tragen dazu bei, die Brandgefahr zu reduzieren

  • schützen vor kritischen Umwelteinflüssen 


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Foto: Lithium-ion polymer rechargeable batteries (abbreviated as LiPo, LIP, Li-poly). isolated on white. iStock. Teodor Costachioiu