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Schnittbild einer Lithium-Ionen-Batterie
30.01.2024

Mehr Sicherheit für Lithium-Ionen-Batterien

Mit DIAvent® hat Freudenberg Sealing Technologies ein Element auf den Markt gebracht, das den Druckausgleich und die Notfallentgasung von Batteriegehäusen in Elektrofahrzeugen gewährleistet.

Die Ausgangslage

E-Autos erreichen dank leistungsfähiger Batterien immer größere Reichweiten. Dafür ordnen die Hersteller die Batteriezellen immer enger an. Das führt zu einer höheren Energiedichte in den Batteriegehäusen, die selbst immer leichter, dünnwandiger und druckempfindlicher sind. Die sensiblen Gehäuse benötigen Systeme, die in zwei Szenarien den Druckausgleich zuverlässig übernehmen. Zum einen im Regelbetrieb, etwa beim Befahren von Passstraßen. Zum anderen im Notfall, wenn sich bildende Gase zügig abzuführen sind, wie beim thermischen Durchgehen einer Zelle, dem sogenannten „Thermal Runaway“.

Das Problem

Für jedes Szenario gab es eine separate Lösung im Batteriegehäuse. Beide hatten jedoch ihre Schwächen. Im Normalbetrieb regelt eine poröse PTFE-Folie den Druckausgleich. Sie ist aber empfindlich gegenüber mechanischen Einflüssen. Zudem können Partikel und flüssige Medien die Folie kontaminieren, was die Luftdurchlässigkeit und damit das „Atmen“ der Batterie beeinträchtigt. Die Notentgasung der Batterie erfolgt über eine Berstscheibe im Gehäuse, die bei extremen Druckverhältnissen automatisch birst. Das Gehäuse bleibt dann aber geöffnet, wodurch sich ein brennbares Gas-Luft-Gemisch bilden kann.

Die Lösung

DIAvent® Highflow übernimmt beide Funktionen und lässt sich so modifizieren, dass es an jedem Batteriegehäuse anzubringen ist. Bei normaler Fahrt regulieren atmungsaktive Vliesschichten im Schirmventil den Luft- und Druckaustausch. Zudem halten sie Wasser und Schmutz fern. Bei einem Notfall oder Unfall erlaubt eine Dichtlippe den Austritt großer Gasvolumen. Ihr spezielles Silikon-Elastomer reagiert präzise auf zuvor festgelegte Druckdifferenzen. Ist das Gas entwichen, federt die elastische Dichtlippe zurück und verschließt das Gehäuse wieder. Auch kurzfristige Druckspitzen lassen sich so abfedern.


Dieser Beitrag stammt aus unserem Unternehmensmagazin „ESSENTIAL“, in dem wir kontinuierlich über Trends und Schwerpunktthemen aus unseren Zielindustrien und -märkten berichten. Weitere Beiträge des Magazins finden Sie hier.

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