Zespoły akumulatorów pojazdów elektrycznych o zasięgu powyżej 500 km zawierają znaczną liczbę ogniw, co przekłada się na ich dużą masę. Sporą część tej wagi stanowią komponenty mechaniczne, takie jak łączniki czy obudowa wytwarzana obecnie z aluminium lub stali. W efekcie w zależności od typu nadwozia akumulatory mogą stanowić nawet ponad 30% całkowitej masy pojazdu elektrycznego.

– Aby zwiększyć grawimetryczną gęstość energii bez zmiany technologii budowy ogniw, najłatwiej zmniejszyć wagę elementów mechanicznych – podkreśla dr Felix Weidmann, kierownik projektu z Instytutu ds. Trwałości Strukturalnej i Niezawodności Systemów im. Fraunhofera (LBF). Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu jest wykorzystanie kompozytów wzmacnianych włóknami. Rozwiązania takie muszą być jednak konkurencyjne cenowo i ogniotrwałe.

Do produkcji obudowy i łączników ogniw naukowcy wykorzystali taśmę węglową firmy SABIC, uplecioną w formie szachownicy. Laminat został następnie umieszczony w obu częściach specjalnej formy do formowania wtryskowego pianki. Dzięki odpowiedniemu sterowaniu procesem wtrysku uzyskano sandwiczowy materiał składający się z warstwy zewnętrznej z włókna i piankowego wypełnienia. Taka struktura zapewnia mu bardzo dobre właściwości mechaniczne, a jednocześnie umożliwia ograniczenie zużycia poszczególnych surowców.

Zastosowany przez LBF proces produkcji, nazwany metodą sandwiczową in-situ, umożliwia wytworzenie gotowej obudowy w zaledwie dwie minuty – i to bez konieczności obróbki wykańczającej. Co więcej, pozwala także na nadanie materiałowi specyficznych funkcji, takich jak izolacyjność termiczna czy ogniotrwałość, które mają istotne znaczenie w przypadku zapłonu ogniwa. Nowa metoda jest nie tylko szybka i tania, ale może być z powodzeniem wykorzystywana także do łączenia innych rodzajów włókien i polimerów.

Źródło: Faulhaber LBF