EV-batterijen beter maken, van ontwerp tot productie

Dat komt omdat de auto-industrie in de hele waardeketen gebruikmaakt van de meest geavanceerde automatisering, geavanceerde technologie en innovatieve productieprocessen ter wereld. Deze verfijning is het resultaat van aanzienlijke investeringen in tijd, hulpbronnen en geld. Bovendien is de toeleveringsketen voor de autosector een van de meest gecompliceerde ter wereld, die 20.000 onderdelen* moet leveren voor een consumentenvoertuig en waarbij duizenden leveranciers betrokken zijn. Deze veranderingen worden nog versterkt door de nieuwe materialen die nodig zijn om innovatieve EV's te maken. Daarnaast moeten de productieprocessen opnieuw worden uitgevonden omdat veel van de huidige ICE-processen niet geschikt zijn voor de productie van EV's.

Alles bij elkaar vormen deze factoren een krachtige combinatie die de omvang van EV-veranderingen en -uitdagingen vergroot. En de kern van het oplossen van deze uitdagingen ligt direct in het hart van de EV: de batterij. Laten we eens kijken wat dit betekent voor EV-batterijen - het component dat een buitenproportionele impact heeft op de algehele prestaties van EV's.

Uiteindelijk hangt het succes van de overstap naar EV's samen met het oplossen van het ontwerp, de productie en de prestaties van batterijen. EV moeten, in vergelijking met hun ICE-tegenhangers, meer vooruitgang boeken op de volgende vier belangrijke gebieden om een bredere aanvaarding te bewerkstelligen. Elke factor is onderling afhankelijk van de andere, dus het oplossen ervan en het optimaliseren van de prestaties van EV-batterijen is een iteratieve, multidimensionale oefening waarbij alle problemen tegelijkertijd moeten worden aangepakt. Daarom zijn geavanceerde materialen ideaal - ze maken gebruik van hoogtechnologische, aangepaste formules die verschillende uitdagingen tegelijk kunnen oplossen.

Waarom batterijen belangrijk zijn om deze uitdaging aan te pakken.
EV-batterijen maken bijna 50% uit van de totale kosten van EV's. De EV-batterij is dus een groot pressiemiddel om de kosten te verlagen en EV's betaalbaarder te maken.

Hoe geavanceerde materialen kunnen helpen deze uitdaging op te lossen
Het verlagen van de kosten is direct verbonden met de materialen en het productieproces van de EV-batterij. Geavanceerde materialen, op maat gemaakt voor de specifieke behoeften van elke producent, kunnen op twee gebieden helpen bij het katalyseren van lagere kosten: verbeterde materialen en hogere productiesnelheid en efficiëntie.

Voorbeeld
Om de toepassingsefficiëntie in de productieprocessen voor EV-batterijen voor één batterijfabrikant te verhogen, heeft Henkel een bestaand productieproces voor aerosolspray ter voorkoming van thermische verspreiding (TPP) vervangen. De methode werd gewijzigd van een aerosolspray-methode naar een aanbrengproces met vlakke stroom, waardoor het afval door overspray met 100% werd geëlimineerd. Dit bespaarde 180.000 kg materiaal per jaar, verbeterde de productie-efficiëntie en verminderde de ecologische impact van afval terwijl een veiligere functionaliteit van EV-batterijen werd ondersteund.

Waarom batterijen belangrijk zijn om deze uitdaging aan te pakken
Oplaadsnelheden kunnen worden verbeterd door een verbeterd ontwerp van de batterij en door nieuwe materialen te gebruiken om de prestaties te verhogen.

Hoe geavanceerde materialen kunnen helpen deze uitdaging op te lossen
Geavanceerde materialen zijn van vitaal belang om innovatieve batterijontwerpen mogelijk te maken die snellere oplaadcapaciteiten kunnen leveren.

Voorbeeld
Elektrode-geleidende coating voor EV-batterijen helpt de interne elektrische weerstand te verminderen en de hechtkracht van het actieve materiaal aan de kathode te verbeteren. Deze factoren helpen de oplaadprestaties van de batterijcellen te verbeteren en kunnen worden toegepast in productieomgevingen met hoge snelheden.

Waarom batterijen belangrijk zijn om deze uitdaging aan te pakken
Batterijen zijn het zwaarste onderdeel van een EV met een derde van het totale gewicht van EV's. Meer gewicht van het voertuig betekent minder rijbereik en het omgekeerde is waar: Voertuigen met een lager gewicht hebben een groter rijbereik.

Hoe geavanceerde materialen kunnen helpen deze uitdaging op te lossen
Geavanceerde materialen zijn meesterlijk in het verlagen van het gewicht zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid. Overweeg chemische pakkingen en afdichtingen die zware hardwaresluitingen kunnen vervangen.

Voorbeeld
Op maat gemaakte chemische formules, zoals pakkingen, lijmen en afdichtingsoplossingen, kunnen zwaardere mechanische sluitopties op EV-batterijen vervangen. Deze materialen verbeteren het rijbereik door de verslechtering of falen van de batterijprestaties te beperken door vocht en stof uit het batterijpak te weren. Deze geavanceerde materialen verbeteren ook de productieautomatisering, wat resulteert in een nauwkeurigere en kosteneffectievere productie.

Waarom batterijen belangrijk zijn om deze uitdaging aan te pakken
Li-ion-batterijen maken gebruik van een chemische reactie die warmte genereert. Thermische explosie moet worden voorkomen om een veilige werking te garanderen.

Hoe geavanceerde materialen kunnen helpen deze uitdaging op te lossen
Geavanceerde materialen worden geformuleerd om de veiligheid te maximaliseren.

Voorbeeld
In aanvulling op het bovenstaande TPP-voorbeeld, kan schuim automatisch en met hoge efficiëntie worden gedoseerd om batterijpakken te vullen en de vlamvertragende eigenschappen te verbeteren. Door de warmteoverdracht tussen cellen te blokkeren, helpen blokken van stijf schuim een thermische kettingreactie te voorkomen.

Als het hart van elektrische voertuigen staan EV-batterijen centraal bij het helpen oplossen van meerdere, met elkaar verweven uitdagingen wanneer producenten overstappen van ICE- naar EV-materialen en -productie. Op maat gemaakte geavanceerde materialen kunnen aan deze complexe behoeften voldoen op een meerlagige, evenwichtige manier om EV-batterijen en hun productieproces efficiënter, veiliger en beter te maken voor consumenten. Kortom, betere EV-batterijen maken een betere EV.

Als u met een expert over de materie wilt spreken, kunt u hier contact opnemen. Een meer diepgaande bespreking van hoe geavanceerde materialen het ontwerp, de productie en de efficiëntie van EV-batterijen kunnen verbeteren is hier te vinden.