Zapewnienie jakości ogniw akumulatora z elektrodami

ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Zapewnienie jakości elektrod akumulatora

Kontrola czystości technicznej i po kątem zadziorów

Bezpieczeństwo akumulatorów dzięki czystości i kontroli

Eliminacja zanieczyszczeń cząsteczkowych i zadziorów

Geometria i skład elektrod znajdujących się wewnątrz ogniw akumulatorów odgrywają główną rolę w bezpieczeństwie i wydajności. Anody, katody i folie separatorów są wycinane lub wykrawane z powlekanych folii miedzianych, aluminiowych lub papieru izolacyjnego. Folie separatorów w ogniwach akumulatorów są ułożone jedna na drugiej, najlepiej bez zachodzenia na siebie.

Materiały aktywne akumulatora mogą łatwo ulec zanieczyszczeniu podczas transportu i produkcji. Cząstki obce powyżej 5 μm muszą być sprawdzane, aby zapobiec zagrożeniom bezpieczeństwa i spełniać coraz bardziej rygorystyczne normy jakości. Rozwiązania ZEISS w zakresie czystości technicznej identyfikują pierwotną przyczynę zanieczyszczeń w istotnych funkcjonalnie komponentach i pomagają w szybszym podjęciu właściwej decyzji.

Kluczowe wyzwania związane z jakością elektrod akumulatora

Struktura elektrody

Mikrostruktura i segmentacja

Różne procesy formowania elektrod mogą wpływać na mikrostrukturę elektrody, a tym samym na wydajność ogniwa. Obliczeniowe modelowanie materiałów staje się kluczem do przyspieszenia rozwoju akumulatorów i materiałów.

Na tym obrazie segmentacja materiału katody NMC (na dole), dane segmentacji kolorowych cząstek (w środku) i wynik cyfrowej symulacji materiału (na górze) są wykorzystywane do mapowania zachowań dyfuzyjnych w katodzie akumulatora litowo-jonowego NMC.

Produkcja elektrod

Kontrola pod kątem zadziorów i kształt 2D

Gdy elektrody są cięte w celu wyprodukowania akumulatorów o różnych wymiarach, może to powodować powstawanie metalowych zadziorów, które pogarszają wydajność akumulatora. Wymiana ostrza tnącego musi odbywać się w idealnym czasie, aby zrównoważyć jakość i koszty.

Optyczne multisensorowe współrzędnościowe systemy pomiarowe ZEISS przeprowadzają dokładną laboratoryjną kontrolę jakości ciętych elektrod w wysokiej rozdzielczości, podczas gdy optyczna metrologia inline ZEISS monitoruje szybkie cięcie i układanie elektrod w czasie rzeczywistym. System kontroli zadziorów ZEISS umożliwia automatyczne wykrywanie zadziorów w ustawieniach fabrycznych.

Deformacja ogniwa akumulatora

Identyfikacja i wizualizacja 3D

Deformacje spowodowane rozszerzalnością cieplną i zachowaniem temperatury ogniwa akumulatora podczas ładowania i rozładowywania muszą być testowane i oceniane podczas rozwoju akumulatora.

Wywołane termicznie rozszerzenie ogniwa akumulatora można zwizualizować za pomocą systemu kamer 3D ARAMIS i oprogramowania ZEISS INSPECT Correlate.

Analiza cząstek za pomocą rozwiązań czystości technicznej ZEISS

Charakteryzowanie zanieczyszczeń o krytycznym znaczeniu dla procesu

Zanieczyszczenie akumulatora NEV

Podstawowe wyzwanie w zakresie jakości

Akumulatory litowo-jonowe są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia w procesie produkcji. Wszelkie zanieczyszczenia cząsteczkami w przetwarzanej części mogą wpływać na żywotność i jakość akumulatora. Cząsteczki żelaza znajdujące się na anodzie, katodzie lub separatorze mogą powodować samorozładowanie ogniwa akumulatora.
Analiza korelacyjna cząstek

Mikroskopia dwuetapowa

Czystość techniczna to dwuetapowa procedura, która wykorzystuje mikroskop świetlny do zbadania liczby i wielkości obecnych cząstek, a następnie wykorzystuje mikroskop elektronowy do potwierdzenia składu chemicznego i pochodzenia cząstek. Dlatego stara się wyeliminować usterki systemu, które mogą być potencjalnie spowodowane przez te cząsteczki.
Błędy zanieczyszczeń w produkcji

Identyfikacja i analiza

Cząsteczki metalu mogą łatwo gromadzić się podczas transportu akumulatora lub w trakcie procesu produkcyjnego. Choć są one niewielkie, mogą jednak powodować problemy związane z bezpieczeństwem, takie jak zwarcie elektryczne. Prawidłowa identyfikacja i analiza każdej metalicznej cząstki o wielkości powyżej 5 μm ma zatem kluczowe znaczenie dla akumulatora.
Czystość techniczna ZEISS

Idealne rozwiązanie w zakresie jakości

Mikroskopy świetlne ZEISS mogą być łączone z naszym oprogramowaniem ZEISS Technical Cleanliness Analysis w celu ilościowej analizy cząstek, podczas gdy skanujące mikroskopy elektronowe ZEISS automatycznie podają skład chemiczny każdej cząstki. ZEISS Correlative Particle Analysis ustanawia zaawansowany przepływ pracy do identyfikacji zanieczyszczeń cząsteczkami i znajdowania pierwotnej przyczyny.

Dodatkowe informacje na temat zapewniania jakości elektrod akumulatora

Zablokowana zawartość stron trzecich

Odtwarzacz wideo został zablokowany w związku z Twoimi preferencjami śledzenia. Aby zmienić ustawienia i odtworzyć wideo, kliknij poniższy przycisk i wyraź zgodę na użycie „funkcjonalnych” technologii śledzenia.

Niezwykła precyzja w czasie rzeczywistym

Kontrola ciętych elektrod za pomocą ZEISS O-INSPECT
Zablokowana zawartość stron trzecich

Odtwarzacz wideo został zablokowany w związku z Twoimi preferencjami śledzenia. Aby zmienić ustawienia i odtworzyć wideo, kliknij poniższy przycisk i wyraź zgodę na użycie „funkcjonalnych” technologii śledzenia.

Od akwizycji do raportu w ciągu kilku chwil

Automatyczna analiza wad za pomocą Axio Imager 2
Zablokowana zawartość stron trzecich

Odtwarzacz wideo został zablokowany w związku z Twoimi preferencjami śledzenia. Aby zmienić ustawienia i odtworzyć wideo, kliknij poniższy przycisk i wyraź zgodę na użycie „funkcjonalnych” technologii śledzenia.

Kontrola i analiza idą w parze

Analiza składu akumulatora litowo-jonowego za pomocą ZEISS EVO 25
Zablokowana zawartość stron trzecich

Odtwarzacz wideo został zablokowany w związku z Twoimi preferencjami śledzenia. Aby zmienić ustawienia i odtworzyć wideo, kliknij poniższy przycisk i wyraź zgodę na użycie „funkcjonalnych” technologii śledzenia.

Przebieg procesu z ZEISS Xradia, ZEISS Crossbeam i ZEISS Orion

Przygotowanie i analiza akumulatorów półprzewodnikowych