Deckelsysteme für Lithium-Ionen-Batterien

Produktbeschreibung

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Undichtigkeit beeinträchtigt die Batteriekapazität

Ebenso wie Elektrolyt aus der Batteriezelle nicht austreten darf, sollte auch Feuchtigkeit nicht in die Zelle eindringen. Ist die Batteriezelle nicht gasdicht, verringert dies langfristig nicht nur die Batteriekapazität, sondern eine nicht richtig abgedichtete Batteriezelle kann durch Eindringen von Luftfeuchtigkeit auch dauerhaft beschädigt werden. 

Diesen Kapazitätsverlust teurer Batterien, die in Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, gilt es im Sinne der Anbieter, Hersteller und Kunden gleichermaßen zu minimieren.*

Eine häufige Ursache für Elektrolytverlust ist die Verdunstung über die Polymer-Dichtung der Batterieklemmen. Polymere, wie alle organischen Materialien, unterliegen Alterungsprozessen und können daher spröde werden und im Laufe der Zeit ihre Gasdichtigkeit verlieren.
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NEU - SCHOTT GTAS® Batteriezellen-Deckel

verhindern den Verlust von Elektrolyt und das Eindringen von Feuchtigkeit in die Lithium-Ionen-Batteriezellen, indem für die Batterieklemmen eine spezielle Glasversiegelung anstelle eines organischen Dichtungsmaterials zum Einsatz kommt.

Die Batterieklemmen sind damit hermetisch im Aluminiumdeckel versiegelt (GTAS: Glas-Aluminium-Versiegelungen) und schützen die Batteriezelle so vor dem Eindringen von Feuchtigkeit oder vor dem Verdunsten des Elektrolyts über die Kontaktdichtung.
 

Vorteile

SCHOTTs Glas-Aluminium-versiegelte (SCHOTT GTAS®) Batterie-Deckelsysteme bieten: 
 
  • Vereinfachtes Deckel-Design
  • Hohe Temperaturbeständigkeit von –40 °C bis mehr als +125 °C
  • Elektrolytbeständige Glasdichtung, die das Eindringen von Luftfeuchtigkeit in das Zellgehäuse verhindert
  • Vermeidung eines Elektrolyt-Austrittes über die Kontaktdichtung
  • Verbesserte Batteriesicherheit durch ein gasdichtes Zellgehäuse
Je nach Zellausführung kann die Batterie selbst bei harschen Umgebungsbedingungen wie extremer Hitze oder Kälte eine höhere Kapazität und Haltbarkeitsdauer beibehalten.

Komplette Batterie-Deckelsysteme
SCHOTT bietet sowohl für prismatisch und zylindrisch geformte Batteriezellen als auch für Kondensatoren komplette Deckelsysteme mit Glas-Aluminium-versiegelten Klemmen bzw. Anschlüssen an.

Dies bietet die folgenden zusätzlichen Vorteile:
  • Einfache Installation: Die Deckelsysteme können direkt auf das Zellengehäuse geschweißt werden
  • Einfache Integration in bestehende Produktionsprozesse durch kundenspezifische Ausführungen
  • Vom Prototyp zur Serienfertigung: SCHOTT ist ein zuverlässiger Partner mit umfassenden Entwicklungs- und Herstellungsmöglichkeiten

Anwendungen

Mit ihrer hohen Energiedichte sind Lithium-Ionen-Batterien in der Unterhaltungselektronik weit verbreitet. Da die Lebenszyklen dieser Produkte sehr kurz sind (in der Regel weniger als drei Jahre), werden hier einfache Pouch-Zellen aus organischem Kunststoff als ausreichend angesehen. Dieses Material altert jedoch auf natürliche Weise auf Kosten seiner Dichtigkeit und Sicherheit. 

Für Anwendungen, die eine längere Lebensdauer der Batterie erfordern, wie E-Mobilität oder Wind- und Solartechnik, sind daher Materialien mit deutlich besserer Haltbarkeit notwendig. Diese bietet SCHOTT mit seinen Glas-Aluminium-versiegelten Batterie-Deckelsystemen. 
 
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Technische Details

Technologie
SCHOTT fertigt bereits seit den 1930er Jahren hermetische Gehäuse mit Glas-Metall-Durchführungen (GTMS). Diese Technologie hat sich bei der Versiegelung von Lithium-Thionylchlorid-Batterien (Li-SOCl2) gut bewährt.

Speziell für langlebige Lithium-Ionen-Batterien hat das Unternehmen jetzt auf der Basis von über 20 Jahren Erfahrung bei der Abdichtung von Primärbatterien die innovative Glas-Aluminium-Versiegelung entwickelt.

Gesinterte Glas-Presslinge werden um die Leiter herum geschmolzen, um die elektrische Isolierung zu gewährleisten, die mechanische Festigkeit zu verbessern und die Leiter in den Öffnungen für die Durchführungen zu zentrieren. Das Spezialglas wird von seinem thermischen Ausdehnungskoeffizienten her an das Metall – in diesem Fall Aluminium – angepasst, so dass während der Abkühlung eine natürliche Kompression entsteht. Durch das erstarrte Glas werden die Leiter auch bei mechanischem Druck oder heftigen Temperaturwechseln zuverlässig fixiert.


 
Specifications  
Electrical isolation   Small designs: 108 Ω to 109
Large designs: 107 Ω to 108
Chemical resistance High against range of standard
electrolytes
Termperature
resistance
High
(from +40°C to + 125°C and more)
Pressure tightness High, > 10 bar for the glass-to-
aluminium seal
Mechanical strength High, depending on dimension
even very high
Sealing material SCHOTT glass
Pins Aluminium, Copper
Lid Aluminium
Lifetime 15 years

Qualität

Sämtliche Produktionsanlagen unseres Geschäftsbereichs Automotive sind nach TS 16949 zertifiziert. Weitere Informationen entnehmen Sie bitte unseren Hinweisen zur Qualitätssicherung.
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