Battery Pouches aus Alu-Verbundfolie versiegeln

Menschen wollen mobil bleiben. Damit Elektrofahrzeuge zuverlässig fahren, muss elektrische Energie gespeichert werden. Bis aus einzelnen Materialien eine funktionierende Batteriezelle entsteht, greifen viele kleine Arbeitsschritte ineinander.

Einer davon ist das Versiegeln der Battery Pouches.

Aus Alu-Verbundfolie wird zunächst ein Beutel gefertigt. Anschließend werden die Ableiter in die letzte Siegelnaht eingebunden. Damit das Ergebnis zur jeweiligen Anwendung passt, müssen Folienaufbau, Schweißnaht und Siegelparameter aufeinander abgestimmt sein.

Für diese Aufgabe setzen Institute, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus der Automobilindustrie Geräte der polystar® 410 M-RPA-Serie ein.

Battery Pouches in Forschung und Entwicklung

Battery Pouches werden unter anderem bei der Entwicklung und Erprobung von Batteriezellen eingesetzt. Je nach Material und Prozess finden einzelne Arbeitsschritte unter kontrollierter Atmosphäre in einer Glovebox statt.

Dort sind Platz und Bewegungsfreiheit begrenzt. Die Bedienung erfolgt durch fest eingebaute Handschuhe. Umso wichtiger ist ein Folienschweißgerät, das sich klar bedienen lässt und bei dem Temperatur, Schweißzeit und Kühlzeit gezielt eingestellt werden können.

Geräte der 410 M-RPA-Serie werden auch innerhalb von Gloveboxen eingesetzt. Welchen Platz das Versiegeln im gesamten Entwicklungs- oder Fertigungsprozess einnimmt, entscheidet der jeweilige Anwender.

Wir konzentrieren uns auf den Teil, den wir kennen: die Verarbeitung der Alu-Verbundfolie.

Vom Folienabschnitt zum Musterbeutel

Für Siegelversuche schicken uns Kunden Abschnitte der vorgesehenen Alu-Verbundfolie und die dazugehörigen Ableiter.

Zunächst werden drei Seiten des Beutels nacheinander versiegelt. Bei der vierten Siegelung werden die Ableiter in die Naht eingebunden.

Diesen Ablauf zeigen wir in unserem Anwendervideo mit dem polystar® 418 M-RPA. Die Aufnahme entstand in unserem Showroom in Hamburg. Eine Glovebox steht dort nicht. Der Aufbau des Beutels und die einzelnen Siegelungen lassen sich unter diesen Bedingungen jedoch gut darstellen.

Wie der Battery Pouch anschließend befüllt oder weiterverarbeitet wird, ist Teil des jeweiligen Kundenprozesses. Dazu treffen wir bewusst keine pauschalen Aussagen.

Der Folienaufbau bestimmt die Siegelparameter

Alu-Verbundfolie ist kein einheitliches Material. Aufbau, Stärke und Siegelschicht können sich je nach Hersteller und Anwendung unterscheiden. Damit verändern sich auch die Einstellungen, die für eine passende Siegelnaht benötigt werden.

Zu den entscheidenden Parametern gehören:

Temperatur
Schweißzeit
Kühlzeit
Aufbau und Stärke der Verbundfolie
innenliegende Siegelschicht
Materialübergänge im Bereich der Ableiter

Bei einem erfolgreich durchgeführten Versuch arbeiteten wir mit einer Temperatur von 180 °C, einer Schweißzeit von 2,5 Sekunden und einer Kühlzeit von 3,2 Sekunden.

Diese Werte gelten für das getestete Material. Sie sind keine allgemeine Empfehlung für Battery Pouches. Ein anderer Aufbau der Alu-Verbundfolie kann deutlich abweichende Einstellungen erfordern.

Deshalb verwenden wir bei Siegelversuchen das Originalmaterial des Kunden. Nur so lässt sich beurteilen, wie sich Folie und Ableiter tatsächlich verarbeiten lassen.

Die polystar® 410 M-RPA-Serie

Die 410 M-RPA-Serie besteht aus zwei Geräten:

polystar® 418 M-RPA mit maximal 400 mm Schweißnahtlänge
polystar® 618 M-RPA mit maximal 600 mm Schweißnahtlänge

Beide Modelle erzeugen eine 8 mm breite Schweißnaht.

Damit unterscheidet sich die M-RPA-Serie von der polystar® 410 M-Serie. Diese arbeitet mit einer 3 mm breiten Naht. Die leistungsfähigere M-RPA-Serie ist für das Versiegeln von Alu-Verbundfolien geeignet.

Welches Modell passt, richtet sich vor allem nach dem Format des Battery Pouches und der benötigten Nahtlänge. Auch die Position der Ableiter und mögliche spätere Formate sollten bei der Auswahl berücksichtigt werden.

Wer bereits nah an 400 mm arbeitet, hat bei einem etwas größeren Muster schnell keinen Spielraum mehr. Wer kleinere Pouches verarbeitet, benötigt dagegen nicht automatisch das längere Gerät.

Temperatur, Schweißzeit und Kühlzeit einstellen

Temperatur, Schweißzeit und Kühlzeit lassen sich bei der M-RPA-Serie getrennt einstellen. Dadurch können die Parameter Schritt für Schritt an das jeweilige Material angepasst werden.

Die Kühlzeit gehört fest zum Siegelvorgang. Während dieser Zeit bleibt die Schweißschiene geschlossen. Die noch warme Naht kühlt unter Druck ab und kann sich stabilisieren.

Bei mehreren aufeinanderfolgenden Siegelungen berücksichtigt die automatische Restwärmeerkennung die bereits vorhandene Temperatur im Heizelement. Das Heizelement wird nur um die noch fehlende Temperaturdifferenz aufgeheizt.

Einmal ermittelte Einstellungen können gespeichert und für weitere Versuche wieder aufgerufen werden. Das erleichtert die Arbeit mit wiederkehrenden Materialien. Die Prüfung des jeweiligen Siegelergebnisses bleibt trotzdem erforderlich.

Die Siegelposition regelmäßig wechseln

Auch die Position des Battery Pouches auf dem Heizelement spielt eine Rolle.

Wer immer an derselben Stelle siegelt, beansprucht diesen Bereich stärker als den Rest des Heizbandes. Das Heizelement kann dort schneller verschleißen, obwohl die übrige Länge kaum genutzt wird.

Wir empfehlen deshalb, die Siegelposition regelmäßig zu wechseln, beispielsweise rechts, links und mittig. Die Belastung verteilt sich dadurch besser über die gesamte Länge des Heizelementes.

Der Handgriff ist klein. Auf Dauer macht er einen Unterschied.

Battery Pouches mit Originalmaterial testen

Ob Gerät, Folie und Ableiter zusammenpassen, lässt sich nicht allein anhand technischer Daten beurteilen.

Sie können uns Folienabschnitte und die dazugehörigen Ableiter zuschicken. Wir erstellen daraus Musterbeutel, ermitteln geeignete Ausgangsparameter und besprechen die Ergebnisse mit Ihnen.

Noch besser: Sie besuchen uns in unserem Showroom in Hamburg und bringen Ihr Material gleich mit.

Dann reden wir nicht nur über Schweißnahtbreiten, Temperaturen und Kühlzeiten. Sie bedienen das Gerät selbst und testen direkt vor Ort, ob Material, Handhabung und Arbeitsablauf zu Ihrer Anwendung passen.

Selber machen statt vorgeführt bekommen.

Denn auf dem Datenblatt sieht vieles passend aus. Sicherheit entsteht, wenn man es selbst ausprobiert.

Wer Batteriezellen entwickelt, arbeitet an Technik, die später Menschen bewegt. Unser Anteil daran ist klar umrissen: Wir sorgen dafür, dass Sie die passende Lösung zum Versiegeln Ihrer Alu-Verbundfolie finden.

Häufige Fragen zum Versiegeln von Battery Pouches

Welches Folienschweißgerät eignet sich für Battery Pouches?

Für das Versiegeln von Battery Pouches aus Alu-Verbundfolie eignet sich die polystar® 410 M-RPA-Serie. Sie besteht aus dem 418 M-RPA mit 400 mm und dem 618 M-RPA mit 600 mm maximaler Schweißnahtlänge. Beide Geräte erzeugen eine 8 mm breite Schweißnaht.

Welche Siegelparameter werden für Alu-Verbundfolie benötigt?

Die passenden Parameter hängen vom Aufbau, der Stärke und der Siegelschicht der jeweiligen Alu-Verbundfolie ab. Bei einem unserer Versuche arbeiteten wir mit 180 °C, einer Schweißzeit von 2,5 Sekunden und einer Kühlzeit von 3,2 Sekunden. Diese Werte lassen sich nicht pauschal auf andere Materialien übertragen.

Warum besitzt die M-RPA-Serie eine 8 mm breite Schweißnaht?

Die breite Naht schafft eine größere Siegelfläche für die Verbindung der Folienlagen. Das Ergebnis hängt jedoch nicht allein von der Nahtbreite ab. Auch Temperatur, Schweißzeit, Kühlzeit und Materialaufbau müssen zusammenpassen.

Können Folie und Ableiter vor dem Kauf getestet werden?

Ja. Sie können uns Abschnitte Ihrer Alu-Verbundfolie und die dazugehörigen Ableiter zuschicken. Alternativ bringen Sie das Material zu einem Termin in unserem Showroom in Hamburg mit und testen die Anwendung selbst am Gerät.

Welcher Unterschied besteht zwischen dem 418 M-RPA und dem 618 M-RPA?

Die beiden Geräte unterscheiden sich vor allem durch ihre maximale Schweißnahtlänge. Das 418 M-RPA bietet 400 mm, das 618 M-RPA 600 mm. Beide Modelle erzeugen eine 8 mm breite Schweißnaht.

Wie lässt sich die Lebensdauer des Heizelementes verlängern?

Die Siegelungen sollten nicht immer an derselben Stelle des Heizelementes durchgeführt werden. Ein regelmäßiger Wechsel zwischen der rechten, linken und mittleren Position verteilt die Beanspruchung besser über die gesamte Länge.

Können eigene Gewürze und Beutel getestet werden?

Ja. Bringen Sie Ihr Gewürz und den vorgesehenen Beutel zu uns in den Showroom nach Hamburg oder senden Sie uns Muster zu.

Beim Test prüfen wir das Fließverhalten, die Staubentwicklung, die Produktführung in den Beutel und den Zustand des späteren Nahtbereichs. Anschließend erstellen wir Musterschweißungen oder Mustersiegelungen mit Ihrem Verpackungsmaterial.

Was sollte für einen Mustertest bereitgestellt werden?

Für einen aussagekräftigen Test benötigen wir eine ausreichende Menge des Originalprodukts und mehrere Beutel aus dem Material, das später tatsächlich eingesetzt werden soll.

Hilfreich sind außerdem Angaben zum gewünschten Füllgewicht, zur geplanten Stückzahl und zum bisherigen Arbeitsablauf. So können wir den Versuch möglichst nah an der späteren Anwendung durchführen.

Warum ist das Wiederverschließen im Ladengeschäft wichtig?

Wenn Kaffee im Ladengeschäft frisch für den Kunden gemahlen wird, wird die ursprüngliche Verpackung geöffnet. Nach dem Mahlen sollte der Beutel wieder aromadicht verschlossen werden, damit Duft, Frische und Qualität bis zur Zubereitung möglichst gut erhalten bleiben.

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Sie haben Fragen zu unseren Geräten, technischen Details oder wünschen eine individuelle Beratung für Ihren Verpackungsprozess? Schreiben Sie uns einfach – wir melden uns zeitnah bei Ihnen.

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