Veränderte Ansprüche durch E-mobility und CarSharing
Fördermittel sprudeln, der Weg scheint klar zu sein: E-mobility rückt immer näher. Die innovative Technik bietet jedoch nicht nur neue Ansätze, sie fordert sie auch. Um die Fahrzeugtechnik, insbesondere die Batterieanwendung störungsfrei einzusetzen, muss auch die Peripherie stimmen – inklusive der passenden Beschichtung. Durch die veränderten Anforderungsprofile der Batteriesysteme im Vergleich zu motorischen Antrieben ergeben sich auch andere Ansprüche an die Lackierung.
Batterieanwendungen
Dies muss beispielsweise bei der Vorbehandlung von Batteriegehäusen beachtet werden. Die Gehäuse bestehen u. a. aus Aluminium und Magnesium und können nur mit speziellen Korrosionsschutz-Prozessen für Leichtmetalle behandelt werden. Henkel bietet dafür „Bonderite M-NT 160/161 und M-NT400“. Dabei wird ein kompletter Prozess inklusive Reinigung, Deoxidation und Konversion umgesetzt. Nach der Vorreinigung der Bauteile erfolgt im Prozess vor und nach der Deoxidation ein Spülgang. Dem schließt sich vor der Konversion ein weiterer Spülgang mit entionisiertem Wasser an. Die Vorbehandlung ist nach zwei weiteren Spülgängen abgeschlossen. Bauteile der Batteriegehäuse aus Mischmetallen mit Aluminiumanteil können mit dem sogenannten Zwei-Stufen-Prozess beschichtet werden. Die Phosphatierung wird so eingestellt, dass Stahl und verzinkter Stahl beschichtet werden, nicht jedoch Aluminium. Für den Schutz des Aluminiums erfolgt nach der Phosphatierung eine Passivierung mit „Bonderite M-PT 54 NC“.
Batteriegehäuse bestehen aus Leichtmetallen, die einer besonderen Vorbehandlung bedürfen.
Vorteile, die sich daraus ergeben, sind eine weitgehende Schlammvermeidung bei optimalem Korrosionsschutz sowie ein deutlich geringerer Wasser- und Energieverbrauch. Auch die Leistungsfähigkeit von Batteriesystemen ist von Beschichtungen abhängig. Bei Lithium-Ionen Batterien mit Lithium-Eisen-Phosphat Technologie kann die Leistung durch eine leitfähige Beschichtung der Kathode maßgeblich verbessert werden. Durch die leitfähige Beschichtung kommt es zu einer sehr guten Adhäsion des leitfähigen Materials zur Aluminiumkathode bei gleichzeitigem Korrosionsschutz. In Versuchen wies Henkel nach, dass Batterien mit „Bonderite S-FN 15000“ beschichtete Kathoden insbesondere bei hohen Entladeströmen beste Leistungen im Vergleich zu herkömmlichen Batterien zeigen.Dies zeigt sich bei zyklischen Belastungen und hohen Betriebstemperaturen bis 60 °C. Somit erhöhen die leitfähigen Beschichtungen die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien.
| Durch die breitere Streuung der verwendeten Materialien und Substratmischungen sowie durch veränderte Anforderungen an die Technik ergeben sich neue Ansprüche an Beschichtungen. Dieser Wandel wird sich in Zukunft fortsetzen. Die grundlegenden Unterschiede müssen im Fokus stehen, um mögliche Ansätze und Lösungen zu überblicken. |
Funktionelle Beschichtung
Beschichtungen können noch weitere Funktionen erfüllen, beispielsweise eine elektromagnetische Abschirmung. Dies ist u. a. mit „Loctite EDAG 1415M“ umsetzbar. Dabei handelt es sich um Beschichtungen, die leitfähige metallische Partikel wie Silber, Kupfer oder Nickel enthalten. Abhängig von der Art der eingesetzten Metalle und der Auftragsstärke der Beschichtung sind Dämpfungswerte bis zu 50-70 dB erreichbar. Die Materialien sind in einem einfachen Sprühprozess auf Kunststoffgehäuse applizierbar und ermöglichen die Abschirmung von Elektronikbauteilen gegen elektromagnetische Strahlung. Eine weitere Besonderheit bei Elektrofahrzeugen ergibt sich beim Heizen des Fahrzeuginnenraums, für welches viel Energie benötigt wird. Diese steht beim herkömmlichen Verbrennungsmotor mehr als ausreichend zur Verfügung. Bei Elektrofahrzeugen muss diese Energie aus der Batterie und deren Abwärme gewonnen werden. Dies geht zu Lasten der Reichweite des Fahrzeugs, weshalb hier neue Konzepte für den Komfort im Innenraum sorgen. Eine Möglichkeit ist die Verwendung von körpernahen Heizelementen, integrierbar in Türverkleidungen und Armauflagen. Dafür können druckbare Materialien mit positivem Temperaturkoeffizienten (Positive Temperature Coefficient, PTC) zum Einsatz kommen, die beim Anlegen einer Spannung eine durch die Materialzusammensetzung festgelegte Maximaltemperatur erreichen. Solche gedruckten Heizelemente benötigen wenig Bauraum und in der Regel keine separate Steuerungseinheit, wodurch sich der Platzbedarf auf ein Minimum beschränkt.
Kunststoffoberflächen
Die Haltbarkeit und Sauberkeit von Kunststoffoberflächen spielt eine große Rolle im automobilen Innenraum, insbesondere wenn hochglänzende Verkleidungsteile einen hochwertigen Eindruck vermitteln. Deren Bedeutung steigt gerade im Hinblick auf das veränderte Automobilnutzungsverhalten, z.B. beim CarSharing. Hier bieten Antikratz-, Anti-Fingerprint- und antistatische Be-schichtungen Eigenschaften, die den steigenden Ansprüchen gerecht werden.
Zum Netzwerken:
Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf, Dr. Peter Kuhm, Tel. +49 211 797-3735, peter.kuhm@henkel.com, Frank Wingerter, Tel. +49 151 6801 0908, frank.wingerter@henkel.com, www.henkel.com
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