Kleben und Dichten in alternativen Antrieben

Bild 1: Brennstoffzellen-,Stack, Abdichtung einzelner Zellen mit thermisch oder UV-Licht aushärtenden Dichtstoffen (Bild: Three Bond GmbH)

31.10.2020 Kleben und Dichten in alternativen Antrieben

Vielseitige Technologien im Anwendungsfeld der Elektromobilität erfordern angepasste Lösungen

von Dr. Michael Graf (Three Bond GmbH)

Die Elektromobilität gerät durch die starke Förderung der Verkehrs- und Energiewende in der deutschen Politik immer weiter in den Fokus. Potenziell können elektrisch angetriebene Fahrzeuge unseren Verkehr ressourceneffizienter machen und gleichzeitig Kohlenstoff­dioxidemissionen senken. Allerdings bestehen unzählige Herausforderungen an den unterschiedlichsten Stellen der verschiedenen Technologiekonzepte im Bereich der alternativen Antriebe. Kleb- und Dichtstofflösungen spielen hier – von der Entwicklung bis zum Recycling – eine wichtige Rolle.

Brennstoffzellen müssen u.a. gasdicht gegen Wasserstoff und andere Gase abgedichtet werden, bei Batteriezellen und Elektronikbauteilen liegt der Fokus hingegen auf äußeren Einflüssen wie Salzwasser, Staub und ähnlichen Verunreinigungen. Der Elektromotor selbst soll sowohl abgedichtet sein als auch, besonders bei hohen Belastungen, durch eine zuverlässige und starke Fixierung der Magnete im Antrieb glänzen. Oftmals sehr enge Anforderungsprofile erfordern komplexe Lösungen im Bereich der Klebstoff- und Dichttechnologien. Eigenschaften und Funktionen von eingesetzten Materialien sollen im Optimalfall verbunden werden: Klebstoffe oder Dichtmaterialien müssen maßgeschneidert an die jeweiligen Anforderungen sein und z.B. auch noch thermische Leitfähigkeit aufweisen, um ein effizientes Temperaturmanagement von Batteriepaketen oder Elektromotoren zu gewährleisten.

Die Brennstoffzelle gilt als einer der vielversprechendsten Hoffnungsträger zur Energieerzeugung für elektrische Antriebe. Für eine zuverlässige Abdichtung der Reaktionskammer gegen Wasserstoff, Sauerstoff, Wasser und äußere Einflüsse stehen heute flüssige Dichtmittel (Bild 1), die sich sowohl zum regulären Dosieren mittels Nadelauftrag als auch für verschiedene Druckprozesse eignen, zur Verfügung. Die Aushärtung kann durch Wärmeeinwirkung oder UV-Licht erfolgen, wobei sich insbesondere die UV-Licht induzierte Härtung für feine Strukturen mit hoher Auflösung in kurzen Taktzeiten für die Serienfertigung eignet. Generell erreichen diese Materialien im ausgehärteten Zustand eine ausgesprochen hohe Dichtheit und gute Widerstandsfähigkeit gegen relevante Medien.