Lithium-batteriteknologien stammer fra 1970'erne, hvor de første gennembrud lagde grundlaget for genopladelige batterier1 . Det første kommercielle lithium-ion-batteri (LiB) kom først i 1991, da Sony introducerede det til bærbar elektronik2 . Væksten i industriel skala kom meget senere og tog fart i midten til slutningen af 2000'erne, da elbiler (EV) og energilagring begyndte at vinde frem. Det var også da, at LiB-logistikken begyndte at tage en mere industriel form.
"I midten af 2010'erne var den største udfordring inden for emballage at overholde FN's regler for farligt gods (UNDG) og sikre, at forsendelser kunne transporteres sikkert gennem komplekse internationale ruter," siger Amaury Fruchaud, Global LiB Segment Director hos Nefab Group. "Emballageløsningerne blev udviklet til at være robuste, hvor sikkerhed og overholdelse af reglerne blev prioriteret højere end omkostningseffektivitet, automatiseringsparathed eller bæredygtighed."
Hvad er det, der driver beslutningerne om emballering af lithium-ion-batterier i dag?
Hvis du køber emballage til LiB'er i dag, opererer du i en anden verden end for bare fem eller ti år siden.
Batterikapaciteten stiger hurtigt, drevet af eksponentiel vækst inden for elbiler og energilagring3 . Samtidig bliver produktionen mere automatiseret, og bæredygtighedskravene bliver strengere.
For indkøbs- og forsyningskædeafdelingerne skiftede fokus fra grundlæggende beskyttelse til præcision, holdbarhed og effektivitet i hele livscyklussen.
Flere tydelige tendenser præger beslutningerne om emballage:
- Automatisering bliver en basis
Flere batterifabrikker går over til automatiseret håndtering4 , hvilket betyder, at emballagen skal være ensartet. Hvis bakker deformeres, afviger fra de definerede dimensionstolerancer eller ikke kan stables ordentligt, kan det forstyrre en linje eller bremse materialestrømmen. - Bæredygtighed og cirkularitet
Bæredygtighedskravene bliver stadig strengere over hele verden. Valget af emballage vurderes i stigende grad ud fra genanvendelighed, genbrugelighed og den samlede miljøpåvirkning.5 . - Hurtig volumenvækst
Batteriproduktionen vokser ofte hurtigere end forventet. Valg af emballage, der træffes tidligt, kan enten understøtte denne vækst eller tvinge til kostbare redesigns senere.
Produktionen af lithium-ion-batterier bliver i stigende grad automatiseret.
Tidlige løsninger: Skumbakker
Oprindeligt var batterimoduler og celleforsendelser stærkt afhængige af skumbakker af ekspanderet polyethylen (EPE). Disse bakker var billige at støbe, lette og ydede effektiv beskyttelse af følsomme batterikomponenter.
Men i takt med at batteriproduktionen voksede, blev ulemperne ved skum sværere at ignorere. Over tid stødte mange virksomheder på problemer:
- Bakkerne mistede deres form og blev sammenpressede.
- De holder ikke altid godt og har tendens til at blive slidt efter flere genbrugscyklusser.
- Store dimensionelle variationer gjorde automatiseret håndtering vanskeligere
- Genanvendelse viste sig at være udfordrende, inkonsekvent og afhængig af lokale affaldshåndteringssystemer.
Det, der fungerede godt ved lav volumen, blev ofte en begrænsning ved større skala.
Nefabs automatiseringsbakker er fremstillet af materialer af høj kvalitet, er holdbare og bevarer deres integritet selv ved gentagen brug.
Skiftet mod plastemballage fremstillet af plast
Da produktionsmængderne steg og automatisering blev mere almindelig i batterifabrikker, skulle emballagen gøre mere end blot at beskytte delene under transport. Fokus skiftede til løsninger, der kunne bevare deres form, holde længere i genbrugscyklusser og fortsætte med at fungere pålideligt tur efter tur.
Derfor begyndte flere virksomheder at skifte til stiv plastemballage, især termoformede og sprøjtestøbte løsninger.
Varmeformede plastbakker: et overgangstrin
Varmeformning er en proces, hvor en plastplade opvarmes og formes til en bestemt form, f.eks. en bakke. For virksomheder er det en attraktiv mulighed, da det:
- Holder bedre end skum, hvilket understøtter genbrug
- Kommer normalt med kortere leveringstider sammenlignet med mere komplekse værktøjer
- Reducerer materialeforbruget gennem genanvendt indhold og genanvendelighed. Ofte kan materialet genmales... ved slutningen af levetiden for at producere nye bakker (inden for "tilbagetagningssystemerne6 ").
Når det er sagt, har termoformede bakker stadig nogle ulemper. Sammenlignet med sprøjtestøbte designs er de typisk mindre præcise og tilbyder færre designmuligheder. Afhængigt af opsætningen kan termoformning også være mere manuel og give et lavere output end højhastighedsstøbeprocesser.
Som følge heraf er termoformning ofte velegnet til mellemstore programmer eller som en midlertidig løsning under produktionsopstart.
Varmeformning (også kaldet vakuumformning) beskriver processen med at opvarme en plastplade. En plastplade opvarmes, indtil den bliver blød, og trækkes derefter i form over en form ved hjælp af sugning. Når den er afkølet, skæres den overskydende plast af for at fremstille det endelige emne.
Sprøjtestøbt emballage: Fremstillet til skalering og automatisering
Til storstilet produktion af lithium-ion-batterier er sprøjtestøbt plastemballage blevet det foretrukne valg.
Sprøjtestøbning producerer meget præcise, holdbare bakker, der bevarer deres form og fungerer ensartet. Det er de vigtigste krav til automatisering og højtydende operationer, hvor selv små variationer kan forsinke processen.
Fra en producents perspektiv er fordelene tydelige:
- Stramme dimensionstolerancer, der understøtter automatiseret håndtering
- Høj holdbarhed gennem flere genbrugscyklusser
- Mere designfleksibilitet, herunder komplekse former og funktioner
- Nem rengøring, hvilket gør den velegnet til lukket logistik7
Den største ulempe er de højere startomkostninger. Men når man ser på de samlede ejeromkostninger, giver sprøjtestøbte løsninger ofte et stort afkast i miljøer med store mængder, fordi de reducerer skader, nedetid og driftsvariationer.
På det tidspunkt handler beslutningen mindre om enhedsomkostninger og mere om langsigtet pålidelighed og effektivitet.
Hvorfor valg af emballage bliver en strategisk beslutning
"Der findes ikke én enkelt "bedste" emballageløsning til alle forsendelser af lithium-ion-batterier. Hvad der fungerer, afhænger af, hvor produktionen befinder sig i dag, og hvor hurtigt den skal skaleres," siger Amaury. "Programmer i den tidlige fase prioriterer ofte fleksibilitet og lave startinvesteringer, mens større virksomheder har tendens til at fokusere mere på holdbarhed, repeterbarhed med henblik på automatisering og logistisk effektivitet."
En god emballagestrategi reducerer risikoen på forhånd, understøtter en mere smidig daglig drift og undgår dyre redesigns i fremtiden.
Vi sparer ressourcer i forsyningskæderne for en bedre fremtid.
Vil du vide mere?
KONTAKT OS
Kontakt os for at høre mere om vores smarte og bæredygtige løsninger.
LÆR MERE
Løsninger til LiB- og e-mobilitets- og bilindustrien
Bæredygtig beskyttelse af dit udstyr
Plastemballagebakker til transport og automatiseret håndterings
Nefab leverer plastbakker, der er designet med henblik på bæredygtighed, effektivitet og beskyttelse. Vores skræddersyede bakkeløsninger sikrer sikker transport, håndtering og opbevaring af følsomme komponenter.
GreenCalc
Nefab's egen certificerede beregner måler og kvantificerer økonomiske og miljømæssige besparelser i vores løsninger.
Global levering og lokale tjenester
Med over 250 ingeniører fordelt på mere end 30 lokationer, der arbejder sammen i et globalt netværk, kan du stole på os til dit næste emballageprojekt.