リチウムイオン電池(LIB)における陽極と陰極のオーバーハングは重要な安全基準であり、電池セル内で陽極材料と陰極材料が集電体表面を越えて流れ込む領域を指します。

VGSTUDIO MAXのバッテリー解析モジュールは、メーカーや研究者が電極の使用率、電流分布、サイクル安定性、安全性の考慮事項のバランスをとる陽極・陰極のオーバーハングを測定および設計するのをサポートします。オーバーハングを慎重に制御して最適化すると、LIBの効率、容量、サイクル安定性、および全体的なパフォーマンスを向上させることができます。

製造の多くの段階で異物がバッテリーに侵入する可能性があります。VGSTUDIO MAXの介在物解析をご利用いただくと、このような粒子を検出し、そのサイズと位置を定量化して、粒子が深刻であるかどうかを判断できます。

層間剥離はセルの容量と寿命を低下させます。ボリュームグラフィックスのソフトウェアは、製造時のみならずその後の数回の充電サイクル後に層間剥離が発生した場合、後のメンテナンス段階においても層間剥離を検出して視覚化することもできます。

角形電池の製造中に、溶接中に生じる気孔が危険な漏れを引き起こし、電池の機能を低下させる可能性があります。VGSTUDIO MAXの欠陥/介在物解析は、気孔が懸念の理由であるかどうかを判断できるようサポートします。メーカーはこの解析を基に多孔性の問題を特定・対処し、バッテリーの完全性を保証し、最適な性能を確保できます。

CTスキャンとVGSTUDIO MAXをご利用いただくことでバッテリーの寿命を延ばし、効率性を確保し、各種用途での信頼性を向上させるための戦略を開発できるようになります。また、電極の劣化、活物質の損失、構造的完全性の変化を非破壊評価することで、電池の性能が時間の経過とともにどのように低下するかを理解できます。

さらに、固体電池といった新たなバッテリーコンセプトでは、真新しい微細構造設計が求められる場合があり、解析方法も柔軟でなければなりません。VGSTUDIO MAXでは、使いやすいワークフローに組み込むことができるさまざまな解析を実行できます。

3Dスライスと垂直スライスのデータセットを同時にナビゲートすることで、部品を視覚的に検査でき、さらにVGSTUDIO MAXで生成された解析結果を表示できる無料のmyVGL Viewerを利用することができます。なお、結果は事前定義されたブックマークから簡単に確認可能です。

バッテリーセルメーカーは、可能な限り最高の品質と生産量を維持しながら、高いスループットを追求しています。バッテリーの品質を保証するために、通常、生産ラインの最後で体系的な検証テストプロトコルの一部として一連の電気テストが実施されます。

ただし、これらのテストは全体的な機能を確認するものではありますが、バッテリー内の完全性を適切に評価するものではありません。ですが、潜在的な欠陥を特定し、製造段階でさまざまな測定を実施して、動作ライフサイクル全体を通じて劣化の加速やバッテリー寿命の短縮を防ぐこと、および電池製造プロセスの各段階で得たインライン測定値を収集することで歳出的に品質を保証することが重要なのです。

集められたデータから生産プロセスの安定性に関するリアルタイムの洞察が得られます。そこで、エンジニアは情報に基づいた意思決定を行い、バッテリー生産の品質と効率性を確保するために必要な措置を講じることができるのです。

安全性と信頼性は、バッテリーがセカンドライフ用途に適しているかを判断する上で非常に大切です。そこで、CTスキャンとVGSTUDIO MAXを組み合わせた非破壊評価（NDE）がj非常に有益なツールとなります。バッテリーの内部構造と完全性を包括的に把握し、内部短絡、電解液漏れ、電極劣化などのさまざまな欠陥を特定し、特徴付けることができます。また、バッテリーの活物質、電極の厚さ、セル全体の均一性などについて詳しく知ることで、バッテリーの残存容量と潜在的な性能を評価することができます。

さらにこのアプローチにより、バッテリーのライフサイクルを延長、廃棄物を削減、エネルギー貯蔵システムや電気自動車のパワートレインなどの用途におけるバッテリーの価値を最大化できるため、持続可能性を促進できます。

エンジニアリングまたは品質プロセスのソリューションをご検討されている場合は、バッテリー解析モジュールのページで当社のソフトウェアと機械学習機能の技術的な内容をぜひご確認ください。 

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