Nach einer Studie der "European Federation for Transport and Environment" ist der Verkehrssektor mit einem Anteil von 27 Prozent die Hauptquelle der gesamten europäischen CO2-Emissionen. Daher werde die Entwicklung innovativer elektrischer Mobilitätskonzepte in den kommenden fünf Jahren voraussichtlich rasant ansteigen. Die Klebstofftechnologie spielt hierbei eine zentrale Rolle.
Für emissionsarme Antriebslösungen spielt die Klebtechnologie eine wichtige Rolle.
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Das Übereinkommen von Paris zielt auf eine Begrenzung des weltweiten Temperaturanstiegs von deutlich unter zwei Grad Celsius gegenüber vorindustriellen Werten ab. Eine Umstellung auf möglichst emissionsfreie Elektrofahrzeuge ist dabei ein bedeutender Schritt – und eine gewaltige Herausforderung für die Automobilindustrie. Die 2020 in Kraft tretenden Emissionsminderungsziele und Normen für Pkws in der EU verpflichten außerdem die Automobilhersteller außerdem dazu, die CO2-Emissionen aller Neuwagen bis 2025 um 15 Prozent und bis 2030 um 37,5 Prozent zu senken.
Klebstoffe für E-Auto-Batterien: stabil, flexibel, leitfähig
Für die künftigen Elektrofahrzeuge werden Millionen von Kilowattstunden Lithium-Ionen-Batterien benötigt, die zukünftig auch vermehrt in Europa produziert werden sollen. Schließlich sind sie als Herzstück eines jeden Elektroautos für dessen Antrieb sowie seine Reichweite verantwortlich. Klebstoffe übernehmen hier gleich mehrere Rollen. “Sie verbinden nicht nur Batteriezellen und -gehäuse, sondern haben verschiedene Zusatzfunktionen“, so Frank Kerstan, Global Business Development Manager für den Bereich E-Mobilität im Unternehmensbereich Adhesive Technologies bei Henkel. “Bei E-Autos ist das zum Beispiel das Wärmemanagement“. Um hohe Reichweiten und eine lange Lebensdauer zu erzielen, muss die Betriebstemperatur einer Batterie zwischen 25 und 35 °C liegen. Ist das nicht der Fall, verringert sich zum einen die durchschnittliche Lebensdauer der Batterie und zum anderen die Reichweite. Wärmeleitende Technologien, sogenannte Gap Filler, leiten die entstehende Wärme in den Batterien ab und schützen sie – auch vor möglichen Überhitzungen, zum Beispiel beim Ladevorgang. Zudem können Kleb- und Dichtstoffe eine schützende und abdichtende Funktion für das gesamte Batteriegehäuse übernehmen und sorgen so für maximale Sicherheit. Polyurethan-Klebstoffe zwischen den einzelnen Batteriezellen sorgen für Stabilität und Festigkeit und sind gleichzeitig auch zu einem gewissen Teil elastisch. Das ist wichtig, da die Batterie “atmet“, also in Bewegung ist, beispielsweise beim Ladevorgang. Flexible Klebstoffe geben ihr dazu den nötigen Raum.
Je leichter, desto weiter
Die Fügetechnik Kleben übernimmt auch im Karosseriebau eine Schlüsselrolle. Denn nur sie kann unterschiedlichste Leichtbaumaterialien wie Aluminium oder faserverstärkte Kunststoffe mit Stahl verbinden, ohne die Eigenschaften der Materialien zu beeinflussen. Somit können Leichtbaukonzepte ermöglicht werden, um das Gewicht der bis zu 700 Kilogramm schweren Lithium-Ionen-Batterien zu kompensieren und die Leistung beziehungsweise Kilometerreichweite zu erhöhen. Die Gewichtsreduzierung der Elektrofahrzeuge und die daraus resultierende Einsparung der nötigen Energie während der Nutzungsphase tragen letztendlich zur Minimierung des CO2-Fußabdrucks bei.
Kleben und Abdichten funktioniert in der Automobilindustrie heute überwiegend vollautomatisch. Beispielsweise können die rund 6000 Rundzellen einer Batterie eines rein elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit Hilfe von UV-härtenden Klebstoffen in wenigen Sekunden, also in kürzester Taktzeit, fixiert werden. Daraus folgt: Der Herstellungsprozess wird effizienter, schneller und somit kostengünstiger und nachhaltiger.
Schlüsseltechnologie für weitere Mobilitätskonzepte
Neben Elektrofahrzeugen sollten auch andere alternative und emissionsfreundliche Mobilitätskonzepte nicht außer Acht gelassen werden. Hierzu zählen beispielsweise Hybrid- sowie wasserstoffangetriebene Modelle. Erstere können durch die sogenannte Rekuperation (Energierückgewinnung) vor allem im Kurzstrecken- und Stadtverkehr den Ausstoß von CO2 verringern. Die noch nicht so weit verbreiteten Wasserstoffautomobile haben ebenfalls einen großen Vorteil: Mit CO2-neutral produziertem Wasserstoff ist ihr Ausstoß gänzlich frei von Emissionen. Auch hier können Klebstoffe künftig durch sichere und dauerhafte Verbindungen sowie zuverlässige Abdichtungen für maximale Sicherheit sorgen.
Ob batteriebetriebene Autos, Hybridmodelle oder Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb – es wird voraussichtlich nicht nur eine einzige Lösung geben. Denn im Hinblick auf die Reduzierung der CO2-Emissionen und die individuellen Bedürfnisse werden verschiedene Antriebsvarianten zum Einsatz kommen. “Welche Richtung die Automobilindustrie in den kommenden Jahrzehnten auch einschlagen mag, thermische Materialien sowie Kleb- und Dichtstoffe werden dabei eine maßgebliche Rolle spielen und weitere innovative Lösungen für noch mehr Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit ermöglichen“, fasst Frank Kerstan zusammen.
