Thermische Systemlösungen für die Fertigung von Battery Packs


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Rehm verfügt über langjähriges Know-how im Bereich Trocknungs- und Beschichtungssysteme und arbeitet derzeit an Batterien der nächsten Generation

Für den Anlagen- und Maschinenbau, für die Forschung und Entwicklung, für die Elektronikindustrie und für viele andere Branchen ist die Elektromobilität Chance und Herausforderung zugleich. Auch Rehm Thermal Systems stellt sich dieser Herausforderung: Als Hersteller thermischer Systemlösungen verfügt der Technologie- und Innovationsführer aus Blaubeuren-Seißen auch über weitreichendes Know-how im Bereich von Trocknungs- und Beschichtungssystemen, die unter anderem im Bereich der Fertigung von Battery Packs zum Einsatz kommen. Zudem wird gemeinsam mit Forschungsinstituten und Industriepartnern im Forschungsprojekt ARTEMYS an Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation gearbeitet.

Rehm verfügt über jahrelange Erfahrung mit Trocknungsprozessen für unterschiedliche industrielle Anwendungen. Hierzu zählt auch der Bereich der Folientrocknung. Bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist die Trocknung der Elektroden ein wichtiger Fertigungsschritt. Der Trocknungsprozess entzieht die Lösemittel aus der Elektrodenbeschichtung der Folien. Mit diesen thermischen Trocknungslösungen ist es möglich, einen sehr hohen Reinheitsgrad der Trocknung zu erlangen. Mit seinem Reel-to-Reel-Trocknungssystem RDS Battery bietet Rehm ein Konzept, bei dem die Trocknungstemperatur über Infrarotstrahlung, Konvektion oder aus einer Kombination der beiden Wärmeübertragungsmechanismen erreicht werden kann. Das System ist vor allem für Forschungseinrichtungen konzipiert.

Durch die freie Wahl zwischen Infrarotstrahlung und Konvektion erlaubt der Reel-to-Reel-Trockner eine hohe Flexibilität im Umgang mit unterschiedlichen Elektrodenrezepturen. Der Transport durch das Inlinesystem erfolgt von Rolle zu Rolle, so dass die Folie während des Prozesses im Trocknungsbereich schwebt und so beidseitig getrocknet werden kann. Die Trocknungsparameter können so flexibel gewählt werden, dass die Wärme von unten und oben individuell angepasst werden kann. Dies kann sowohl über die Einstellung der Temperatur als auch über eine Verstellung des Abstandes der IR-Strahlquellen erfolgen, die eine Variation des Leistungsprofils erlaubt. Lösemittel werden aus der Trockenzone effizient abgeführt und einem System zum Abgasmanagement zugeführt, sodass keine schädlichen Stoffe in die Abluft geraten.


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Weitere thermische Systemlösungen aus dem Haus Rehm
Da sowohl die Leistungselektronik als auch der Akku in elektrisch betriebenen Fahrzeugen anspruchsvollen Umweltbedingungen wie Vibration, Staub, hohen Temperaturunterschieden und auch Feuchtigkeit ausgesetzt sind, ist der Einsatz von Schutzlackbeschichtungen in diesem Bereich gefragter denn je. Beim Conformal Coating werden die zu schützenden Bereiche selektiv und automatisch mit einem Schutzlack beschichtet. Dieser wirkt Kurzschlüssen entgegen, die zum Beispiel durch Kondenswasser entstehen könnten, verlängert so die Lebensdauer der Produkte und garantiert die Funktionalität empfindlicher elektronischer Komponenten auch in kritischen Situationen. Das System ist auch als Linienkonzept inklusive Lacktrockner erhältlich und kann so flexibel und effizient in bestehende Produktionen integriert werden. Mit der ProtectoXP und ProtectoXC bietet Rehm Systeme, die Lösungen für das Conformal Coating im Aufbau des Akku-Systems und für die Leistungselektronik bereithalten.

Darüber hinaus bietet das Produktportfolio von Rehm Thermal Systems weitere Lösungen für den Bereich der Leistungselektronik. Bei den dafür benötigten Komponenten liegt ein starker Fokus auf dem thermischen Management, um Überhitzungen und dadurch eventuell auftretende frühzeitige Ausfälle auch bei der durch die hohen Leistungen entstehende Verlustwärme vorzubeugen. Speziell können Voids (Poren in den Lötverbindungen) zu Hotspots führen. Die Vakuumoption im Lötprozess bei den Rehm-Systemen kommt hier vermehrt zum Einsatz, um die negativen Einflüsse durch Porenbildung zu vermeiden. Die Vakuumoption ist sowohl bei den Konvektionslötsystemen der Vision-Serie, den Kondensationslötsystemen der Condenso-Serie als auch beim Kontaktlötsystem Nexus verfügbar.

Forschungsprojekt ARTEMYS
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes ARTEMYS arbeitet Rehm in einem Verbundprojekt mit verschiedenen Forschungsinstituten und Industriepartnern, unter anderem der BASF SE und der BMW Group, zusammen an der Entwicklungen von Lithium-Ionen Batterien der nächsten Generation – sogenannten Festkörperbatterien. Festkörperbatterien zeichnen sich dadurch aus, dass alle Komponenten Festkörper sind: Es befinden sich keine Flüssigkeiten in der Zelle. Von diesen Batterien versprechen sich die Wissenschaftler höhere spezifische Energiedichten und verbesserte Sicherheitseigenschaften. Im Projekt ARTEMYS sollen geeignete Prozesstechnologien erarbeitet werden, um vollkeramische Festkörperbatterien herzustellen. Diese Batterien kommen nicht nur ohne flüssige Komponenten aus, sondern auch ohne Polymeranteile. So sollen insbesondere Kompositkathoden und Festelektrolytseparatoren gesetzt werden. Rehm beschäftigt sich im Verbundprojekt zusammen mit den Partnern an der Erarbeitung skalierbarer Fertigungslösungen für die Herstellung von Kompositkathoden und Festelektrolytseparatoren.

Keywords:Rehm Thermal Systems, RDS Battery, Battery Packs, Festkörperbatterien

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