Verbundwerkstoffe spielen in vielen Anwenderbranchen eine zunehmende Rolle. Der Composites United e. V. (CU) möchte als führendes Netzwerk für faserbasierten hybriden Leichtbau den Austausch mit Anwenderbranchen intensivieren und hierfür Mitglieder und Gäste ins Gespräch bringen, um Ideen für neue Technologien und Anwendungen zu diskutieren. Am 7. April 2025 kamen entsprechend Vertreter/innen des Sektors der Batterietechnik zusammen. Die Referentinnen und Referenten gewährten den 70 Teilnehmenden spannende Einblicke in ihre Arbeiten und Projekte in diesem Technologiesektor und stellten sich einer interessanten Diskussion.
„Die Batterietechnik spielt in der E-Mobilität und Energiewende in Industrie und Gebäudetechnik eine zentrale Rolle. Batterien sind in den letzten Jahren immer leistungsfähiger geworden und auch prospektiv werden stetige Entwicklungen zu leichten und stabilen Batterien nicht abnehmen. Verbundwerkstoffe sind dabei ein wichtiger Innovationstreiber,“ so Dr. Heinz Kolz (Clustergeschäftsführer CU West) in seiner Begrüßung.
Für eine kurzweilige Veranstaltung ist es im Rahmen der CU-Reihe „Verbundwerkstoff trifft Anwenderbranche“ üblich, dass die Vortragenden ohne Präsentationsfolien, also im Radio-Format, sprechen. Folgende Themen wurden vorgestellt:
Faserkeramische Folie schützt vor dem Thermal Runaway von Lithium-Batterien
Der WPX-Werkstoff „WHIPOX“ ist ein oxidkeramisches Faserverbundmaterial, das sich hervorragend für Hochtemperaturanwendungen unter oxidierenden oder korrosiven Umgebungseinflüssen als thermowechselbeständiger, nicht-spröder, hochstabiler Leichtbauwerkstoff eignet. WHIPOX-Material lässt sich nicht nur in für Faserverbundkeramiken mehr oder weniger etablierten Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt integrieren, sondern auch in der Batterietechnik.
So muss bei einem sogenannten „Thermal Runaway“ von Lithium-Ionen-Batterien eine Temperatur von 1.000 °C über zehn Minuten wirksam durch das Batteriegehäuse abgeschirmt werden. Ausgehend von recycelten keramischen Langfasern resp. später Glasfasern konnte für diesen kritischen Fall bei WPX ein kostengünstiger Vliesstoff mit einer grün-härtenden keramischen Matrix als Brandschutzfolie entwickelt werden. Nach erfolgreichen Brandschutztests mit der sehr dünnen Rollenware sucht WPX nun Partnereinrichtungen/-unternehmen in der Automobilbranche für den Sprung in die Serie.
Mathias Kunz, Geschäftsführer bei WPX Faserkeramik GmbH
Sheet Molding Compounds (SMC) für Batteriegehäuse in der Serienanwendung bei Fahrzeugen
Polynt produziert jährlich 25.000 t SMC, vor allem aus Glasfasern, aber auch mit Carbon- und biobasierten Fasern. Das Unternehmen konnte 2021 erste Erfahrungen mit einer Batterieabdeckung aus aluminiumkaschierten SMC für den VW „e-Up“ in der Serienfertigung sammeln und arbeitete in der Vergangenheit unter anderem auch mit WPX zusammen, da hier erneut der Thermal Runaway ein kritisches Phänomen für das Casing darstellt. Für weitere Serienprodukte mussten zusätzliche Anforderungen an Reichweite, Gewicht, Funktionsintegration, Thermal Runaway und maximale Dicke erfüllt werden.
Polynt möchte seine Kompetenzen künftig auch in Batterieprojekten außerhalb der Automobilindustrie einbringen und steht stets zur Verfügung, wenn eine Batterie „einen Deckel braucht“.
Nicole Stoess, Managing Director bei Polynt Composites Germany GmbH
Leichtbau-Batteriegehäuse für Performance-Fahrzeuge
EDAG steht für die Entwicklung von Modulen, kompletten Fahrzeugen und einzigartigen Mobilitätslösungen. Das Unternehmen profitiert von einer langjährigen Erfahrung in allen Phasen des Produktentstehungsprozesses und seiner Fähigkeit, diesen Prozess effizient zu organisieren.
In einem Projekt für Performance-Fahrzeuge wurde zunächst ein CFK-Gehäuse mit Keramik-Vlies entwickelt. Gegenüber Stahl-Aluminium konnte das Gewicht um 40 % reduziert werden. Um ein kostengünstiges Produkt für Serienfahrzeuge anbieten zu können, wurde eine Materialkombination aus Glasfasern in thermoplastischen Systemen eingesetzt. EDAG sieht Einsatzmöglichkeiten für diese Technologie auch in anderen Bereichen, wie Baumaschinen.
Josef Wagner, Vice President Body Engineering bei EDAG Group
Rotierende Verbundwerkstoff-Anwendungen in der Batteriezellenherstellung
Mit einem Baukastensystem aus Aluminium-Bahnführungswalzen und technischen Rohren begann im Jahr 1981 die Geschichte des Unternehmens INOMETA, das zur AVANCO-Gruppe gehört. Das Unternehmen weist langjährige Expertise für Leichtbaukomponenten aus Faserverbundwerkstoffen und Funktionsoberflächen aus verschiedensten Materialien auf.
Die Produktion von Batterieseperatorfolien mit einer Dicke von zum Teil nur 2-3 Mikrometern erfordert absolute Präzision, um später einen Batterieauschuss zu vermeiden. Im Herstellungsprozess werden daher Leichtlaufwalzen mit geringer Masse benötigt, da nur eine geringe Zugkraft auf das Separatormaterial ausgeübt werden darf. Zudem müssen sich die Rollen mit einer äußerst geringen Materialreibung bewegen. Beides konnte bei INOMETA mit Rollen aus CFK-Rohren erreicht werden, die eine Wandstärke von 1 mm und weniger aufweisen. INOMETA steht für höchste Anforderungen an Rollen in entsprechenden Produktionsprozessen gerne zur Verfügung.
Jan-Dominik Sturhan, Leiter Anwendungstechnik bei INOMETA GmbH
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Der nächste Termin unserer Reihe:
2. Juni 2025 „Verbundwerkstoff trifft Wasserwirtschaft“ (14:00 Uhr, online)
Programm und Einladung finden Sie frühzeitig auf der CU-Internetseite. Wir freuen uns über Ihre Teilnahme!
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Dr. Heinz Kolz, CU West, heinz.kolz@composites-united.com
