Haftklebstoffe in Batterien für Elektrofahrzeuge

Haftklebstoffe (PSAs), die üblicherweise für Endverpackungen verwendet werden, halten schnell Einzug in die Produktion von Batterien für Elektrofahrzeuge (EV). Die Heißschmelz-Materialien bieten die nötige Haftung und Flexibilität für Cell-to-Pack- und Pouch-Cell-Laminierungsanwendungen.

Zur Dosierung müssen die PSAs geschmolzen werden. Herkömmliche Heißschmelzsysteme funktionieren wie Langsamkocher und schmelzen das Material von außen nach innen. Wenn geschmolzener Klebstoff längere Zeit steht, kommt es zur Verkohlung. Die Verkohlung führt zu einer Qualitätsminderung des Klebstoffs, einem uneinheitlichen Auftrag, verstopften Leitungen, schlechter Wärmeleitfähigkeit und Sicherheitsbedenken.  

Einfach ausgedrückt: Geräte, die zum Verkleben von Kartons verwendet werden, eignen sich nicht zum Versiegeln von Batterie-Packs. Die Elektrofahrzeug-Produktion verlangt viel mehr Präzision und Datenkontrolle als die Endverpackung.

Geräte, die zum Auftragen von Haftklebstoffen und anderen Heißschmelzklebern in Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet werden:

• schmelzen das Material bei Bedarf und verhindern eine Verkohlung;
• sind mit einer geschlossenen Regelkreis-Steuerung und Datenverfolgung ausgestattet;
• können in speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Roboterapplikatoren integriert werden.

Nutzen Sie diese fünf Fragen, um das richtige Heißschmelzgerät für Ihre Linie für Elektrofahrzeugbatterien zu finden:

1. Kann es die Systemleistung verfolgen?
2. Wie lässt sich damit Geld sparen?
3. Können Sie sich auf eine gleichbleibende Qualität verlassen?
4. Wie viel Wartungsaufwand ist erforderlich?
5. Wie sicher ist das System für die Gerätebediener?

Die Möglichkeit zur Überwachung kritischer Messwerte wie Temperatur, Produktionsniveau und Klebstoffverbrauch  garantiert Wiederholbarkeit und erhöht die Gesamteffizienz.

Um die Systemleistung weiter zu steigern, sollten Sie eine Fernüberwachung in Betracht ziehen. Echtzeit-Updates auf dem Smartphone, Tablet oder Computer können Ihnen helfen, schnelle Anpassungen vorzunehmen, bevor etwas später zu einem Problem wird.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass sich Ihre Ausrüstung entweder in einen roboter- oder portalgestützten Produktionsprozess integrieren lässt. Die Verfügbarkeit eines Kommunikations-Gateway-Moduls (CGM), das z. B. eine Verbindung zu Ethernet IP oder Profinet herstellt, ist ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil der Prozesssteuerung.
 

Ein gutes Heißschmelzklebersystem kann in diesen Bereichen betriebliche Einsparungen ermöglichen:

• Zeitersparnis: Das Erhitzen von Klebstoffen vor dem Auftragen kostet Zeit. Die Zeit, die zur Inbetriebnahme des Systems benötigt wird, hängt von der Größe des Behälters und seiner Schmelzfläche ab. Heißschmelz-Behältersysteme mit hohem Materialvolumen laufen viel langsamer an als ein bedarfsgesteuertes Heißschmelzklebersystem, das nur so viel erhitzt, wie es Ihr Produktionsdurchsatz verlangt.
• Einsparungen bei der Wartung: verkohlter Klebstoff in einem Heißschmelzbehälter, Schlauch oder Applikator hat ungeplante Wartungsarbeiten - und Ausfallzeiten - zur Folge. Wenn Sie sich für ein System entscheiden, das nur dann genügend Haftklebstoff (PSA) aufschmilzt, wenn Sie ihn brauchen, können Sie die Verkohlung und die damit verbundenen Wartungskosten fast vollständig vermeiden.
• Materialeinsparungen und Qualitätskontrolle: Änderungen der Materialviskosität können die Fließgeschwindigkeit verändern und zu einem übermäßigen Auftrag führen. Dadurch wird Klebstoff verschwendet und die Qualität leidet. Geringfügig abweichende Perlengrößen beeinträchtigen die Wärmeleitfähigkeit und das Gewicht einer Batterie für Elektrofahrzeuge.
   

Die gleichbleibende Qualität hängt davon ab, wie der Haftklebstoff (PSA) vom Schmelzgerät bis zum Applikator oder zur Düse gehandhabt wird. Heißschmelzgeräte mit geschlossener Regelkreis-Steuerung können sicherstellen, dass das Material die gewünschte Temperatur und Viskosität für eine ideale Dosierung beibehält.

Die geschlossene Regelkreis-Steuerung kann auch die beiden Hauptursachen für eine uneinheitliche PSA-Qualität verhindern: Verkohlung und Temperaturschock.

• Verkohlungen blockieren sie das Schmelzsystem, den Schlauch oder die Düse. Das Ergebnis ist eine unvorhersehbare Glasperlendosierung. 
• Ein Temperaturschock tritt auf, wenn ungeschmolzene Pellets in geschmolzenes Material gegeben werden. Dadurch ändert sich die Viskosität und dies führt zu einer schlechten Klebeleistung und einer uneinheitlichen Dosierung.
   

Verkohlung tritt normalerweise dann auf, wenn ein System Haftklebstoff (PSA) über einen längeren Zeitraum erhitzt. Verkohltes Material bleibt an den Seiten des Behälters, den Schläuchen, Applikatoren und Düsen haften und führt schließlich zu Verstopfungen, die beseitigt werden müssen.

Das Beseitigen von Verkohlungen kann die Produktion von Batterien für Elektrofahrzeuge für 30 Minuten bis zu mehreren Stunden unterbrechen (wenn eine vollständige Abschaltung des Systems und ein Wiederaufheizen auf Temperatur erforderlich ist).

Bedarfsgesteuerte Schmelzgeräte verhindern die Verkohlung, da sie nur die benötigte Klebstoffmenge erhitzen, und zwar nur dann, wenn sie benötigt wird. Dadurch wird auch die Aufwärmzeit verkürzt; und Sie können in nur 15 Minuten einsatzbereit sein.

Die Arbeit mit manuellen Heißschmelzsystemen ist gefährlich. Beim Nachfüllen der Behälter gelangen die Bediener in die unmittelbare Nähe des geschmolzenen Klebstoffs, so dass die Gefahr besteht, dass sie sich schwere Verbrennungen zuziehen und giftige Dämpfe einatmen.

Automatische Klebstoffzuführungen sorgen dafür, dass neues Material nach Bedarf zugeführt wird, so dass der Bediener nie mit dem heißen Klebstoff in Berührung kommt.