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Beschichten Spezielle Beschichtung ersetzt aufwendige Folierung bei Batteriezellen

Quelle: Pressemitteilung 2 min Lesedauer

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Plasmatreat GmbH
SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH
FAULHABER Antriebssysteme
Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Plasmatreat und Venjakob Maschinenbau haben ein Verfahren entwickelt, das die Batteriefertigung effizienter und zuverlässiger gestaltet. Anstelle einer aufwändigen Folienummantelung erhalten die Batteriezellen eine spezielle Beschichtung.

Durch Druckluft und Strom werden die Oberflächen der Batterien zuverlässig von hauchdünnen Staubschichten sowie Restspuren aus dem Produktionsprozess, z. B. Öle oder Fette gereinigt, damit der Schutzlack lückenlos aufgetragen werden kann und eine langzeitbeständige Haftung erzielt wird.(Bild: Plasmatreat)
Durch Druckluft und Strom werden die Oberflächen der Batterien zuverlässig von hauchdünnen Staubschichten sowie Restspuren aus dem Produktionsprozess, z. B. Öle oder Fette gereinigt, damit der Schutzlack lückenlos aufgetragen werden kann und eine langzeitbeständige Haftung erzielt wird.
(Bild: Plasmatreat)

Um Batterien zuverlässiger und sicherer zu gestalten, sucht das E-Mobility-Segment nach Lösungen. Ein Ansatzpunkt ist es, die elektrische Isolierung zu optimieren. Auf herkömmlichem Weg werden Batteriezellen, insbesondere prismatische Zellen, mit einer Folie ummantelt. Der Prozess ist kosten- und zeitintensiv und birgt Fehlerquellen. Ein neues Verfahren soll die Batteriefertigung effizienter, schneller und zuverlässiger gestalten: Die Batteriezellen werden mit einem speziellen Lack, anstelle der Folierung, beschichtet. Dafür haben die Unternehmen Plasmatreat und Venjakob ihre Kompetenzen gebündelt.

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Perfekte Lackanhaftung durch Feinstreinigung

Plasmatreat hat die Openair-Plasma Technologie entwickelt. Diese wird in diesem Fall zur Feinstreinigung der blanken Batteriezelle eingesetzt und ermöglicht einen zuverlässigen, langzeitstabilen Lackauftrag. Das Openair-Plasma wird in einer Plasma Treatment Unit (PTU) unter Atmosphärendruck mithilfe einfacher Druckluft und Strom durch speziell entwickelte Düsen punktgenau auf die Metalloberfläche der Batteriezellen aufgebracht. Der Prozess ist im Vergleich zu herkömmlichen Reinigungsverfahren deutlich umweltschonender, selektiv und inlinefähig. Die Oberflächen der Batteriezellen werden dabei zuverlässig von hauchdünnen Staubschichten sowie Restspuren aus dem Produktionsprozess, z. B. Öle oder Fette, gereinigt. Dadurch lässt sich der Schutzlack lückenlos auftragen. Eine langzeitbeständige Haftung wird erzielt.

So optimieren Openair-Plasma und PlasmaPlus industrielle Prozesse

Tritt Plasma mit seinem hohen Energieniveau in Kontakt mit Materialien, so verändert es die Oberflächeneigenschaften, z. B. von hydrophob zu hydrophil. Die Plasmatechnologie benötigt zum Betrieb nur Druckluft und Strom. Bei der Feinstreinigung mit Openair-Plasma werden die Oberflächen schonend und zuverlässig von Staub, Trennmitteln, Additiven, Weichmachern und Kohlenwasserstoffen befreit. Insbesondere bei unpolaren Kunststoffen erzielt die Plasmabehandlung eine Aktivierung der Oberfläche. Sie unterstützt die Erhöhung der Oberflächenenergie durch die Einführung von Hydroxylgruppen und verbessert so die Haftung bei Folgeprozesse wie dem Verkleben, Bedrucken, Lackieren und Abdichten. Mit der PlasmaPlus-Technologie von Plasmatreat lassen sich durch das Aufbringen (Abscheiden) von Nanobeschichtungen zusätzlich gezielt funktionalisierte Oberflächen mit definierten Eigenschaften erzeugen, z. B. als zusätzliche Haftvermittlerschicht.

Berührungsloses Beschichten, Fehlerquellen minimieren

Das Maschinenbauunternehmen Venjakob hat eine vollautomatische Anlage für ein durchlaufendes berührungsloses Beschichtungsverfahren entwickelt. Hier werden die Batteriezellen in verschiedenen Formaten nach der Feinstreinigung durch Openair-Plasma mit einem 100-prozentigen UV-Lack überzogen. Ein speziell entwickelter Werkzeugträger stellt sicher, dass empfindliche Bereiche und die elektrischen Pole der Batteriezellen dabei sicher vor Overspray geschützt werden. Da der Prozess kein Greifen, Drehen oder weiteres Handling erfordert, wird das Risiko einer Beschädigung der Batteriezellen minimiert. Der berührungslose Prozess erlaubt zudem eine erhöhte Produktionsgeschwindigkeit. Durch die sofortige Härtung des UV-Lacks können die Zellen direkt weiterverarbeitet werden. Das beschleunigt den gesamten Herstellungsprozess der Batterien.

Verschiedene Analysen bestätigen die hohe Wirksamkeit der isolierenden Beschichtung, die in Zugschertests Haftfestigkeitswerte von über 15 MPa erreicht.

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