Batteriesicherheit, Battery-Recycling und Klebtechnologien: Im Gespräch mit Dr. Uwe Franken

Dr. Uwe Franken, Senior Technical Manager Product Development Automotive Components Global Technology Lead Polyurethane bei Henkel AG, war als Referent bei den 20. Bremer Klebtagen am 22. und 23. Juni 2022 vor Ort. In seinem Vortrag »The Heat is on – Technologien zur Verhinderung der thermischen Propagation für sicheres Batteriedesign« erklärte er neueste Entwicklungen im Bereich der Batteriesicherheit. Wir haben mit ihm dazu und zu seinen anderen beiden Steckenpferden, Batterie-Recycling und Klebtechnologie in der Autobranche, gesprochen.

Dr. Franken ist seit 25 Jahren für die Henkel AG tätig. Klebstoff macht bei dem Konzern, der auch für Consumer Goods wie Shampoo bekannt ist, rund 50 Prozent des Umsatzes aus. Seine Laufbahn begonnen hat Dr. Franken im Bereich der Schuhklebstoffe. Seit 2021 trägt er im Bereich der Automobiltechnik Verantwortung. Im Bereich der Automobiltechnik entwickeln die Experten von Henkel auch beispielsweise die Reinigungsmittel, mit welchen Oberflächen für Klebungen vorbehandelt werden. Herr Dr. Franken widmet sich neben seiner Hauptaufgabe den Klebstoffen auch seinen zwei Steckenpferden, dem Battery-Recycling und der Batteriesicherheit. Letztere, also die Batteriesicherheit, stand auch im Fokus seines Vortrags. Flammschutzsicherheit ist ein sehr wichtiges, und oftmals unterschätztes, Thema – und das nicht nur in der Automobilindustrie.

Der Brand, der von einer Lithium-Ionen-Batterie ausgehen kann, kann nicht durch die Feuerwehr oder gängige Feuerwehrmaßnahmen beendet werden. Für Batterien im Bereich der E-Mobility bedeutet dies, dass besondere Schutzmaßnahmen und -konzepte entwickelt werden müssen. In China sieht der Gesetzgeber vor, dass das E-Batterie-Gehäuse in einem Auto so entwickelt sein muss, dass – sollte ein Brandalarm durch einen Brand in der Batterie getriggert werden – das Feuer fünf Minuten lang in dem Gehäuse gehalten werden muss. Sprich, die Flamme darf erst nach fünf Minuten in das Auto dringen, damit der Fahrer noch fünf Minuten Zeit zum Verlassen des Wagens hat. In Europa gelten statt fünf Minuten voraussichtlich ab 2025 15 Minuten. Nun gilt es, die Batteriegehäuse durch Anwendung von Materialien wie Glimmerplatten, aber auch durch Klebstoffe, flammsicherer zu machen. Lithium-Ionen-Batterien fangen bei 105 Grad anzubrennen. Nur durch Kühlen, also beispielsweise durch eine 24-stündiges Wasserbad, kann eine entflammte Batterie behandelt werden. »Es erstaunt mich hierbei, dass ich oft nach Konzepten und Angeboten im Bereich Flammschutz gefragt werde und dass es in der Branche oft noch keine formulierten Sicherheitskonzepte gibt«, sagt Dr. Franken. »Dabei ist das ein sehr zukunftsweisendes und relevantes Anliegen.«

Die Henkel AG und das Fraunhofer IFAM verbindet schon eine langjährige Zusammenarbeit. Vor einigen Jahren arbeitete das Team bei der Henkel AG mit Frau Dr. Jana Kolbes Team im Bereich der Arbeitssicherheit zusammen. So wurden Prozesse zur Messung des Isocyanate-Gehalts an den Applikationsmaschinen durchgeführt.

Auch im Bereich Recycling arbeiten Dr. Franken und das Fraunhofer IFAM um Herrn Prof. Dr. Andreas Hartwig zusammen. Wichtig ist vor allem, dass Hersteller das Thema Recycling schon in den Beginn des Produktlebenszyklus einplanen. »Viele Hersteller machen sich bei der Produktentwicklung keine Gedanken darüber, was danach mit dem Produkt gemacht wird. Das ‚Danach‘ sollte gleich am Anfang in der Entwicklungskette integriert sein. Was kann ich mit den Materialien danach machen? Das ist eine wichtige Frage«, sagt Dr. Franken.

Doch wie kann gewinnbringend recycelt werden? Ein gutes Beispiel ist die klassische Tetra-Verpackung. In einem speziellen Bad kann die Verpackung bestehend aus einer Aluminiumschicht, Klebstoffen, PE- und PET-Folien gelöst werden: So kann sauberes Aluminium zur Wiederverwertung gewonnen werden. Im Moment sind Recyclingprozesse oft sehr kostenintensiv. Effiziente und kostengünstige Verfahren gewinnen jedoch zunehmend an Bedeutung.

Viel Zustimmung bekam Dr. Franken auch für sein Postulat, mehr nach neuen Anwendungsgebieten, außerhalb der gewohnte klassischen Gebieten, im Kleben zu recherchieren. »Wo können wir neue Anwendungsgebiete erschließen? Das Kleben wird bleiben und künftig auch in neuen Bereichen, wie eben dem Flammschutz, eine besondere Rolle spielen«, sagt Dr. Franken. Und was sollte man beim Kleben noch bedenken? Darauf hat Dr. Franken zum Schluss unseres Gespräches auch noch einen mehrwertschaffenden Gedanken: »Der Schwachpunkt des Klebens, also die Tatsache, dass sich eine Klebung leicht lösen lässt, ist auch eine Möglichkeit zu Entkleben. Aus einem Nachteil kann auch ein Vorteil werden.«