De technologie van lithiumbatterijen dateert uit de jaren 70, toen vroege doorbraken de basis legden voor oplaadbare batterijen.1 . De eerste commerciële lithium-ionbatterij (LiB) kwam pas in 1991 op de markt, toen Sony deze introduceerde voor draagbare elektronica2 . De groei op industriële schaal kwam veel later, en versnelde in het midden tot eind van de jaren 2000 toen elektrische voertuigen (EV's) en energieopslag een vlucht begonnen te nemen. Dat was ook het moment waarop de logistiek rond LiB's een meer industriële vorm begon aan te nemen.
"Halverwege de jaren 2010 was de belangrijkste uitdaging op het gebied van verpakkingen het voldoen aan de voorschriften van de Verenigde Naties voor gevaarlijke goederen (UNDG) en het waarborgen dat zendingen veilig via complexe internationale routes konden worden vervoerd", aldus Amaury Fruchaud, Global LiB Segment Director bij Nefab Group. "Verpakkingsoplossingen werden ontworpen om robuust te zijn, waarbij veiligheid en naleving voorrang kregen boven kostenefficiëntie, automatiseringsgereedheid of duurzaamheid."
Wat zijn vandaag de drijvende krachten achter beslissingen over de verpakking van lithium-ionbatterijen?
Als u vandaag verpakkingen voor LiBs koopt, bevindt u zich in een heel andere wereld dan vijf of tien jaar geleden.
Het batterijvolume neemt snel toe, aangedreven door de exponentiële groei van elektrische voertuigen en energieopslag.3 . Tegelijkertijd wordt de productie steeds meer geautomatiseerd en worden de duurzaamheidseisen steeds strenger.
Voor inkoop- en supply chain-teams verschoof de focus van basisbescherming naar precisie, duurzaamheid en levenscyclus-efficiëntie.
Verschillende duidelijke trends zijn bepalend voor beslissingen op het gebied van verpakkingen:
- Automatisering wordt een basis
Steeds meer batterijfabrieken gaan over op geautomatiseerde verwerking4 , wat betekent dat de verpakking consistent moet zijn. Als trays , afwijken van de gedefinieerde maattoleranties of niet goed stapelbaar zijn, kan dit de productielijn verstoren of de materiaalstroom vertragen. - Duurzaamheid en circulariteit
De duurzaamheidseisen worden wereldwijd steeds strenger. Verpakkingen worden steeds vaker beoordeeld op recyclebaarheid, herbruikbaarheid en totale milieu-impact.5 . - Snelle volumegroei
De productie van batterijen groeit vaak sneller dan verwacht. Vroegtijdige keuzes op het gebied van verpakkingen kunnen die groei ondersteunen of later tot kostbare herontwerpen leiden.
De productie van lithium-ionbatterijen wordt steeds meer geautomatiseerd.
Vroege oplossingen: schuimrubberen Trays
Aanvankelijk werden voor het transport van batterijmodules en -cellen voornamelijk trays van geëxpandeerd polyethyleen (EPE) gebruikt. Deze trays goedkoop te produceren, licht van gewicht en boden effectieve bescherming voor gevoelige batterijcomponenten.
Naarmate de batterijproductie groeide, werd het nadeel van schuim echter steeds moeilijker te negeren. Na verloop van tijd kregen veel bedrijven te maken met problemen:
- De trays vervormd en samengedrukt.
- Ze blijven niet altijd goed intact en hebben de neiging om na meerdere hergebruikcycli te verslechteren.
- Grote dimensionale variatie maakte geautomatiseerde verwerking moeilijker
- Recycling bleek een uitdaging, was inconsistent en afhankelijk van lokale management
Wat bij een laag volume goed werkte, werd vaak een beperking bij schaalvergroting.
trays van Nefab zijn gemaakt van hoogwaardige materialen, zijn duurzaam en behouden hun integriteit, zelfs bij herhaaldelijk gebruik.
De verschuiving naar Plastic
Naarmate de productievolumes toenamen en automatisering steeds gangbaarder werd in batterijfabrieken, moest verpakkingsmateriaal meer doen dan alleen onderdelen tijdens het transport beschermen. De focus verschoof naar oplossingen die hun vorm behielden, langer meegingen bij herhaaldelijk gebruik en keer op keer betrouwbaar bleven presteren.
Daarom zijn steeds meer bedrijven overgestapt op harde plastic , met name thermoformed spuitgegoten oplossingen.
Thermoformed plastic trays: een overgangsstap
Thermoforming is een proces waarbij een plastic wordt verwarmd en in een bepaalde vorm wordt gevormd, zoals een bakje. Voor bedrijven is dit een aantrekkelijke optie omdat het:
- Beter dan schuim, waardoor hergebruik mogelijk is
- Heeft doorgaans kortere doorlooptijden in vergelijking met complexere gereedschappen.
- Vermindert het materiaalgebruik door gerecycleerde en recycleerbaarheid. Vaak kan het materiaal aan het einde van de levensduur opnieuw worden gemalen om nieuwe trays te produceren trays binnen de "terugnamesystemen6 ”).
Dat gezegd hebbende, hebben thermoformed trays nadelen. In vergelijking met spuitgegoten ontwerpen zijn ze doorgaans minder nauwkeurig en bieden ze minder ontwerpopties. Afhankelijk van de opstelling kan thermovormen ook meer handmatig zijn en een lagere output opleveren dan hogesnelheidsgietprocessen.
Daarom is thermovormen vaak een goede keuze voor programma's met een middelgroot volume, of als tijdelijke oplossing tijdens het opvoeren van de productie.
Thermoforming (ook wel vacuümvormen genoemd) beschrijft het proces waarbij een plastic wordt verwarmd. Een plastic wordt verwarmd totdat deze zacht is en vervolgens met behulp van zuigkracht over een mal in vorm wordt getrokken. Zodra de plaat is afgekoeld, plastic het overtollige plastic weggesneden om het uiteindelijke onderdeel te verkrijgen.
Spuitgegoten verpakkingen: ontworpen voor schaalbaarheid en automatisering
Voor de grootschalige productie van lithium-ionbatterijen is spuitgegoten plastic de meest gangbare optie geworden.
Spuitgieten produceert zeer nauwkeurige, duurzame trays hun vorm behouden en consistent presteren. Dat zijn de belangrijkste vereisten voor automatisering en activiteiten met een hoge doorvoer, waarbij zelfs kleine variaties het proces kunnen vertragen.
Vanuit het perspectief van een fabrikant zijn de voordelen duidelijk:
- Strakke maattoleranties die geautomatiseerde verwerking ondersteunen
- Hoge duurzaamheid gedurende meerdere hergebruikcycli
- Meer ontwerpvrijheid, inclusief complexe vormen en kenmerken
- Gemakkelijk schoon te maken, waardoor het zeer geschikt is voor gesloten logistieke ketens7
Het grootste nadeel zijn de hogere initiële kosten. Wanneer echter wordt gekeken naar de totale eigendomskosten, leveren spuitgegoten oplossingen vaak een hoog rendement op in omgevingen met grote volumes, doordat ze schade, stilstand en operationele variabiliteit verminderen.
Op dat moment gaat het bij de beslissing minder om de kosten per eenheid en meer om de betrouwbaarheid en efficiëntie op lange termijn.
Waarom de keuze van verpakkingen een strategische beslissing wordt
"Er is niet één 'beste' verpakkingsoplossing voor elke verzending van lithium-ionbatterijen. Wat werkt, hangt af van waar de productie zich vandaag bevindt en hoe snel deze moet worden opgeschaald", aldus Amaury. "Programma's in een vroeg stadium geven vaak prioriteit aan flexibiliteit en lage initiële investeringen, terwijl grotere operaties zich meer richten op duurzaamheid, herhaalbaarheid voor automatisering en logistieke efficiëntie."
Een goede verpakkingsstrategie vermindert risico's vooraf, ondersteunt een soepelere dagelijkse bedrijfsvoering en voorkomt kostbare herontwerpen in de toekomst.
We besparen grondstoffen op supply chains voor een betere toekomst.
Meer weten?
IN CONTACT KOMEN
Neem contact met ons op voor meer informatie over onze slimme en duurzame oplossingen.
MEER WETEN
Oplossingen voor de LiB- en e-mobiliteits- en automobielindustrie
Duurzame bescherming voor uw apparatuur
Plastic trays transport en geautomatiseerde verwerkings
Nefab levert plastic trays met het oog op duurzaamheid, efficiëntie en bescherming. Onze op maat gemaakte bakoplossingen zorgen voor veilig transport, verwerking en opslag van gevoelige componenten.
GreenCalc
Nefab's eigen gecertificeerde calculator meet en kwantificeert financiële en milieubesparingen in onze oplossingen.
Wereldwijde levering en lokale dienstverlening
Met meer dan 250 ingenieurs op meer dan 30 locaties, die samenwerken in een wereldwijd netwerk, kunt u op ons rekenen voor uw volgende verpakkingsproject.