Kontrola kvaliteta elektroda za baterijske ćelije

ZEISS EMOBILITY REŠENJA

Kontrola kvaliteta elektroda za baterije

Tehnička čistoća i inspekcija zaostalih ivica

Bezbednost baterije zahvaljujući tehničkoj čistoći i preciznoj inspekciji

Eliminacija kontaminacije česticama i zaostalim ivicama

Geometrija i sastav elektroda unutar baterijskih ćelija imaju ključan uticaj na njihovu sigurnost i efikasnost. Anodne, katodne i separator folije se oblikuju sečenjem ili perforacijom slojevitih bakarnih, aluminijumskih ili izolacionih materijala. Separator folije u baterijskim ćelijama moraju biti precizno složene, bez preklapanja.

Aktivni materijali za baterije su podložni kontaminaciji tokom transporta i proizvodnje. Prisustvo stranih čestica većih od 5 μm mora biti kontrolisano kako bi se obezbedila bezbednost i usklađenost sa zahtevnim standardima kvaliteta. ZEISS rešenja za tehničku čistoću identifikuju osnovne izvore kontaminacije na funkcionalno relevantnim komponentama i omogućavaju donošenje bržih i pouzdanih odluka.

Glavni izazovi u obezbeđivanju kvaliteta baterijskih elektroda

Struktura elektrode

Mikrostruktura i segmentacija

Proces formulacije elektroda direktno utiče na njihovu mikrostrukturu, što se odražava na ukupne performanse ćelije. Računarsko modeliranje materijala postaje ključni alat za ubrzanje razvoja baterijskih ćelija i materijala.

Na slici su prikazani: segmentacija NMC katodnog materijala (dole), podaci o segmentaciji čestica po boji (u sredini) i rezultat digitalne simulacije materijala (gore), koji zajedno omogućavaju mapiranje difuzionog ponašanja u NMC litijum-jonskoj katodi.

Proizvodnja elektroda

Inspekcija zaostalih ivica i analiza 2D geometrije

Tokom sečenja elektroda za proizvodnju baterija različitih dimenzija mogu nastati metalne zaostale ivice koje narušavaju performanse baterije. Zamena sečiva mora biti pažljivo usklađena kako bi se očuvao balans između kvaliteta i troškova.

ZEISS optičke koordinatne merne mašine sa multi senzorskom tehnologijom omogućavaju inspekciju elektroda u laboratoriji visoke rezolucije, dok in-line optička metrologija nadgleda brzo sečenje i slaganje elektroda u realnom vremenu. ZEISS sistem za inspekciju zaostalih ivica omogućava njihovu automatizovanu detekciju u uslovima fabričke proizvodnje.

Deformacija baterijske ćelije

Identifikacija i 3D vizualizacija

Tokom razvoja baterije, neophodno je testirati i oceniti deformacije nastale usled termičke ekspanzije i temperaturnih promena tokom punjenja i pražnjenja ćelije.

Sistem ARAMIS u kombinaciji sa softverom ZEISS INSPECT Correlate omogućava vizualizaciju termički izazvane ekspanzije ćelije pomoću 3D kamere.

Analiza čestica uz pomoć ZEISS rešenja za tehničku čistoću

Karakterizacija kontaminacije kritične za stabilnost procesa

Kontaminacija baterijskih ćelija za nova energetska vozila (NEV)

Ključni izazov kontrole kvaliteta

Litijum-jonske baterije su izuzetno osetljive na kontaminaciju tokom procesa proizvodnje. Prisustvo čestica u obrađenim delovima može imati negativan uticaj na vek trajanja i kvalitet baterije. Kontaminacija anode, katode ili separatora gvozdenim česticama može dovesti do neželjenog samopražnjenja ćelije.
Korelativna analiza čestica

Mikroskopija u dve faze

Tehnička čistoća je dvostepeni proces koji koristi svetlosni mikroskop za analizu broja i veličine čestica, a zatim elektronski mikroskop za identifikaciju njihovog hemijskog sastava i porekla. Cilj je eliminacija sistemskih kvarova koji bi potencijalno mogli nastati usled prisustva ovih čestica.
Greške izazvane kontaminacijom u toku proizvodnje

Identifikacija i analiza

Tokom transporta i proizvodnje baterije može doći do nakupljanja metalnih čestica. Bez obzira na to što su male veličine, metalne čestice mogu dovesti do bezbednosnih rizika, uključujući električni kratki spoj. Pravilna identifikacija i karakterizacija metalnih čestica većih od 5 μm igra ključnu ulogu u očuvanju performansi i bezbednosti baterije.
ZEISS tehnička čistoća

Vaše optimalno rešenje za kontrolu kvaliteta

Za kvantitativnu analizu čestica, ZEISS svetlosni mikroskopi se kombinuju sa softverom za tehničku čistoću, dok skenirajući elektronski mikroskopi automatski identifikuju hemijski sastav svake čestice. Korelativna analiza čestica uz ZEISS rešenja uspostavlja efikasan radni tok za detekciju kontaminacije i identifikaciju njenog izvora.

Dodatni uvidi u kontrolu kvaliteta elektroda za baterijske ćelije

Sadržaj trećih strana je blokiran

Video plejer je blokiran zbog vaših željenih postavki kolačića. Da biste promenili postavke i reprodukovali video, kliknite na dugme u nastavku i prihvatite upotrebu „funkcionalnih“ tehnologija praćenja.

Izvanredna preciznost u realnom vremenu

Inspekcija sečenih elektroda pomoću ZEISS O-INSPECT sistema
Sadržaj trećih strana je blokiran

Video plejer je blokiran zbog vaših željenih postavki kolačića. Da biste promenili postavke i reprodukovali video, kliknite na dugme u nastavku i prihvatite upotrebu „funkcionalnih“ tehnologija praćenja.

Od akvizicije podataka do generisanja izveštaja je potrebno svega nekoliko trenutaka

Automatska detekcija i analiza defekata pomoću ZEISS Axio Imager 2 mikroskopa
Sadržaj trećih strana je blokiran

Video plejer je blokiran zbog vaših željenih postavki kolačića. Da biste promenili postavke i reprodukovali video, kliknite na dugme u nastavku i prihvatite upotrebu „funkcionalnih“ tehnologija praćenja.

Kontrola kvaliteta i analiza podataka idu ruku pod ruku

Analiza slojevite strukture Li-Ion baterije pomoću ZEISS EVO 25 elektronskog mikroskopa
Sadržaj trećih strana je blokiran

Video plejer je blokiran zbog vaših željenih postavki kolačića. Da biste promenili postavke i reprodukovali video, kliknite na dugme u nastavku i prihvatite upotrebu „funkcionalnih“ tehnologija praćenja.

Integrisani radni tok sa ZEISS Xradia, Crossbeam i Orion sistemima

Priprema i analiza baterije sa čvrstim elektrolitom