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Batterieprüfung und -entwicklung
Mit industrieller Computertomographie
Neuerungen im Prüfbereich
VGSTUDIO MAX ermöglicht Batterieprüfung mithilfe von industrieller Computertomographie (CT), um Porosität, Einschlüsse, Anodenüberstand und Delaminierungen zu detektieren und quantifizieren. Sie können in das Innere einer Batterie hineinsehen und gesamtheitliche, qualitativ hochwertige Prüfungen durchführen – für die Forschung und Entwicklung, die finale Qualitätskontrolle, oder auch als Teil von Wareneingangsprüfungen von Zulieferteilen.
In vielen relevanten Industriezweigen spielen Batterien heute eine wichtige Rolle und sind für Unternehmen in der Automobilindustrie und verwandten Bereichen ein stets präsentes Thema in Bezug auf Qualität und Entwicklung. Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) zum Beispiel sind einer der teuersten und sicherheitskritischsten Komponenten in Elektrofahrzeugen und haben einen großen Einfluss auf die Reichweite und die Sicherheit des Fahrzeugs. Aus diesem Grund sind Batterien gerade für die Forschung und Entwicklung ein brandheißes Thema, wo versucht wird, das Batteriedesign zu optimieren und neue Konzepte wie Solid-State-Batterien zu erforschen.
Unabhängig vom entgültigen Verwendungszweck können die Kosten, die durch schlechte Qualität entstehen, in astronomische Höhen schnellen. Globale Rückrufe und Einbußen im zweistelligen Prozentbereich sind die Folge. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, vertrauen Marktführer auf die neueste Batterieprüftechnologie – und hier kommen wir ins Spiel.
Mit unserer Hilfe werden Sie Ihre Qualitäts- und Zuverlässigkeitsziele in dieser rasant wachsenden Branche nicht nur erreichen – Sie werden Sie übertreffen. Wir zeigen Ihnen wie.
Ihre Herausforderung, unsere Lösung
Batteriesicherheit
Gesamtbild: Sicherheits- und Qualitätsprobleme vor und nicht nach dem Herstellungsprozess identifizieren.
Im Detail: Thermisches Durchgehen über den gesamten Einsatzzeitraum einer Batterie vermeiden, indem die Batterie auf Verunreinigungen überprüft wird, der Anodenüberstand gemessen wird oder Poren in der Schweißnaht des Gehäuses detektiert werden.
Batterieleistung
Gesamtbild: Kapazität und Leistung von Hochleistungsbatterien optimieren.
Im Detail: Optimieren des Kühlsystems, von der Jelly-Roll auf Zellebene bis zum gesamten Modul.
Batterieentwicklung
Gesamtbild: Fortschritte im Batteriedesign und der mikrostrukturellen Charakterisierung der einzelnen Komponenenten.
Im Detail: Bestimmung der Beschaffenheit des Aktivmaterials auf Nanoebene, um so ein besseres Verständis über den Ionentransfer in der Batterie zu erhalten.
Von der frühen Detektion bis zur finalen Qualitätsprüfung spielen CT und Volume Graphics eine entscheidende Rolle in der Batterieherstellung.
Vorteile
Höherer
Durchsatz
Durchsatz
Ermöglicht eine frühe Erkennung unterschiedlicher Defekte für jeden Batterietyp in unterschiedlichen Phasen des Produktionszyklus und schnelles Eingreifen im Fehlerfall.
Schnellere autonome Defekterkennung
Nahtloser Übergang von manuellen und halb automatisierten Analysen im Labor zur voll automatisierten Qualitätssicherung in der Produktion, einschließlich optionaler manueller Nachbewertung durch den Anwender, maschinelles Lernen und tiefes Lernen.
Kostenersparnis
Stellen Sie maximale Qualität, Planbarkeit und Zuverlässigkeit sicher und verringern Sie hohe Kosten durch Produktrückrufe und mangelnder Qualität
Die Volume Graphics Lösung:
Batterieanalyse mit Computertomographie (CT)
Werfen Sie einen Blick auf weitere Analysen, die VGSTUDIO MAX Ihnen zusätzlich zum Batteriemodul zu bieten hat.
Anodenüberstand
Der Anodenüberstand in Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) ist für die Sicherheit einer Batterie ein entscheidender Faktor.
Das Batterieanalyse-Modul von VGSTUDIO MAX hilft Herstellern und Forschenden, den Anodenüberstand zu messen und so zu entwerfen, dass Elektrodennutzung, Stromverteilung, Zyklenbeständigkeit und Sicherheitsaspekte gleichermaßen berücksichtigt werden. Durch eine sorgfältige Kontrolle und Optimierung des Überstands kann die Effizienz, Kapazität, Zyklenbeständigkeit und die Gesamtleistung einer Batterie gesteigert werden.
Scan mit freundlicher Genehmigung von Waygate Technologies
Fremdkörper
Fremdkörper können in vielen Phasen des Herstellungsprozesses den Weg in die Batterie finden. Mithilfe der Porositäts-/Einschlussanalyse von VGSTUDIO MAX können Sie diese Fremdkörper detektieren und ihre Größe und Position quantifizieren – und dann entscheiden, ob diese Fremdkörper kritisch sind.
Scan mit freundlicher Genehmigung von Waygate Technologies
Delaminierungen
Delaminierungen verringern die Leistung und die Lebensdauer einer Zelle. Volume Graphics Software kann Delaminierungen nicht nur bei der Herstellung visualisieren, sondern auch bei der späteren Wartung, falls die Delaminierungen nach mehreren Ladezyklen auftreten.
Scan mit freundlicher Genehmigung von Waygate Technologies
Schweißnahtprüfung
Bei der Herstellung von prismatischen Zellen können während des Schweißens Poren in der Schweißnaht enstehen. Dies kann gefährliche Leckagen verursachen, welche die Funktion der Batterie beeinträchtigen. Die Porositäts‑/Einschlussanalyse von VGSTUDIO MAX unterstützt Sie bei der Entscheidung, ob eine Pore Grund zur Sorge ist oder vernachlässigt werden kann. Mithilfe dieser Analyse können Hersteller Poren identifizieren – und damit die Zuverlässigkeit und optimale Funktionalität einer Batterie sicherstellen.
Weitere Anwendungen
Forschung und Entwicklung
Mithilfe von CT-Scans und VGSTUDIO MAX können Hersteller Strategien entwickeln, um die Lebenszeit einer Batterie zu verlängern, indem die Effizienz der Batterie und die Zuverlässigkeit für viele Anwendungen verbessert wird. Die zerstörungsfreie Prüfung hilft uns zu verstehen, wie sich die Leistung einer Batterie über die Zeit hinweg durch Elektrodenabbau, Verlust von Aktivmaterial und Veränderungen der inneren Struktur verschlechtert.
Neue Batteriekonzepte, wie Solid-State-Batterien, erfordern ein komplett neues mikrostrukturellen Design, was wiederum bedeutet, dass auch die Analysemethoden flexibel sein müssen. Mit VGSTUDIO MAX geben wir Ihnen eine Reihe verschiedener Analysen an die Hand, die Sie ganz einfach in Ihre Workflows integrieren können.
Scan mit freundlicher Genehmigung von Nikon Metrology
Sichtprüfung
Prüfen Sie Bauteile mittels einer Sichtprüfung, indem Sie sowohl in 2D als auch 3D durch Ihre Datensätze scrollen. Und das Beste daran: All dies ist auch mit unserem kostenfreien myVGL Viewermöglich, mit dem Sie sich die mit VGSTUDIO MAX erstellten Analyseergebnisse ansehen können. Mithilfe zuvor definierter Lesezeichen haben Sie sofort Zugriff auf Ihre Ergebnisse.
Serienproduktion
Hersteller von Batteriezellen streben einen hohen Durchsatz bei gleichzeitigem Erhalt der bestmöglichen Qualität und des bestmöglichen Ertrags an. Um eine bessere Qualität zu erreichen, werden üblicherweise eine Reihe von elektrischen Püfungen als Teil eines Validierungsprotokolls am Ende der Produktionslinie durchgeführt.
Jedoch können diese Prüfungen, auch wenn sie die Gesamtfunktionalität der Batterie bestätigen, die innere Unversehrtheit der Batterien nicht ausreichend bewerten. Während der Produktionsphasen müssen potenzielle Defekte identifiziert und unterschiedliche Messungen durchgeführt werden, um einen beschleunigten Elektrodenabbau und eine reduzierte Lebenszeit der Batterie im Laufe ihrer Nutzungszeit zu vermeiden. Die Inline-Messungen, die in den einzelnen Phasen der Batterieherstellung durchgeführt werden, können zusammengetragen zur Unterstützung der Qualitätssicherung dienen.
Durch Echtzeit-Einblicke in den Produktionsprozess können Ingenieure auf Basis dieser Daten Entscheidungen treffen und Maßnahmen ergreifen, um die Qualität und die Effizienz in der Produktion zu gewährleisten.
Qualitätskontrolle bei wiederverwendeten Batterien
Sicherheit und Zuverlässigkeit sind entscheidende Faktoren bei der Entscheidung, ob eine Batterie wiederverwendet werden kann. Zerstörungsfreie Prüfung, CT-Scans und VGSTUDIO MAX sind dafür genau die richtigen Werkzeuge. Sie erhalten damit einen Einblick in die interne Struktur und den Aufbau einer Batterie und können unterschiedliche Defekte wie z.B. interne Kurzschlüsse, Elektrolytaustritt und Elektrodenverschleiß identifizieren. Lernen Sie mehr über das Aktivmaterial einer Batterie, die Elektrodendicke und Homogenität der Zellen. All dies wird Sie dabei unterstützen, die verbleibende Kapazität und das Leistungspotenzial einer Batterie zu beurteilen.
Damit leisten Sie Ihren Beitrag für mehr Nachhaltigkeit: die Lebenszeit einer Batterie wird verlängert, Müll vermieden und der Wert von Batterien, z.B. in Energiespeichersystemen und Elektrofahrzeugen, maximiert.
Das ganze Potenzial der 3D-Analyse nutzen
Batterieanalyse-Modul:
Technisches Know-How nutzen
Sie sind direkt am Design- oder Qualitätsprozess beteiligt? Dann werfen Sie einen Blick auf unsere Webseite zum Batterieanalyse-Modul und sehen Sie selbst, wieviel technisches Know-how und Maschinelles Lernen in unserer Software steckt.
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Die Hexagon-Lösung für Batterien
Sehen Sie selbst, wie CT und Volume Graphics die weitreichenden Lösungen von Hexagon im Bereich Batterieherstellung und Qualitätssicherung vervollständigen.
