Controllo qualità per la sicurezza e le prestazioni delle batterie
ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Controllo qualità per la sicurezza e le prestazioni delle batterie

Componenti affidabili grazie ai dati di analisi e qualità
Gestione della qualità delle batterie nella produzione

Gestione della qualità delle batterie nella produzione

Garantire prestazioni superiori a lungo termine

Le batterie sono fondamentali per l’autonomia, le prestazioni e la longevità dei veicoli a energia nuova (NEV). Questi fattori sono decisivi per i proprietari e i produttori di NEV, e anche la sicurezza, l’efficienza e i costi sono fondamentali per il successo.

Batterie affidabili e durature richiedono materiali di prima qualità e tecniche di produzione precise. Celle, moduli e vassoi devono inoltre rispettare tolleranze molto ristrette durante l’assemblaggio finale.

Con la microscopia industriale, la tomografia computerizzata (CT), le macchine di misura a coordinate (CMM) e i sistemi ottici di misura 3D, il portafoglio ZEISS utilizza soluzioni software per acquisire i dati di qualità necessari a garantire la sicurezza e le prestazioni delle batterie per i veicoli elettrici.

Copertura completa delle applicazioni a batteria

Nel settore dei NEV, le batterie sono al centro di un’ampia gamma di applicazioni di gestione della qualità. Queste coprono l’intero flusso di produzione delle batterie, dallo sviluppo iniziale all’assemblaggio finale. Analizzare i materiali della batteria, ispezionare gli elettrodi della batteria, eseguire l’analisi finale delle celle e dei moduli prodotti, controllare il vano della batteria: tutto questo è possibile con il portafoglio ZEISS. Clicca sui link sottostanti per esplorare le nostre soluzioni di gestione della qualità dedicate alle applicazioni per batterie NEV.

Materiali della batteria

Materiali della batteria

Sviluppo di materiali e strutture

Le materie prime hanno un impatto significativo sulle prestazioni delle batterie. Le sfide principali a questo proposito includono lo sviluppo di nuovi materiali attivi, la garanzia di una fornitura uniforme e costante, il mantenimento della corretta pressione di calandratura e l’osservazione dei cambiamenti microscopici causati dall’invecchiamento.

Elettrodi della batteria

Elettrodi della batteria

Pulizia tecnica

Gli elettrodi delle batterie svolgono un ruolo fondamentale per la sicurezza e l’efficienza, con l’analisi della microstruttura dei materiali, l’analisi e la sostituzione tempestiva della lama di taglio e la visualizzazione 3D delle deformazioni. È inoltre essenziale prevenire la contaminazione da particelle in tutto il processo attraverso la pulizia tecnica.

Celle e moduli per batterie

Celle e moduli per batterie

Analisi rapida e ad alta risoluzione

L’analisi finale del modulo completo della batteria è un processo particolarmente impegnativo, in quanto le singole celle di tali moduli presentano una serie di rischi per la sicurezza e di sfide per la qualità. Per tutti e tre i tipi di celle - cilindriche, prismatiche e a bustina - sono necessari cicli di test rapidi e ad alta risoluzione.

Vano batteria

Vano batteria

Analisi della struttura e dell’integrità

Il vano della batteria ospita tutte le celle della batteria, i connettori, le unità di controllo e i pacchi batteria che contengono numerosi moduli di batteria. Essendo completamente integrato nella carrozzeria del veicolo, la sua struttura e la sua integrità devono essere ispezionate a più intervalli durante la produzione per garantire qualità e sicurezza.

Le soluzioni ZEISS eMobility Solutions in ogni fase di produzione

Blue Line per lo sviluppo e la produzione di batterie

Le soluzioni ZEISS eMobility Solutions in ogni fase di produzione
  • Quality gate 1: sviluppo del materiale

    Quality gate 1: sviluppo del materiale

    Sviluppo di materiali per catodo, anodo e separatore

    Sfide

    • La capacità, il comportamento di carica e la durata della batteria sono definiti dai materiali utilizzati per il catodo, l’anodo e il separatore
    • Le prestazioni delle celle sono fortemente influenzate dalla struttura microscopica di questi materiali, oltre che dalla composizione chimica delle particelle e dalle impurità

     

    I tuoi vantaggi con ZEISS

    • Analisi del materiale delle batterie ad alta risoluzione e ad alto contrasto con i microscopi elettronici a scansione (SEM) ZEISS
    • Analisi correlativa efficiente grazie alla soluzione brevettata di microscopia correlativa che incorpora microscopi ottici e SEM
  • Quality gate 2: sviluppo della struttura

    Quality gate 2: sviluppo della struttura

    Test di pre-assemblaggio per lo studio della funzionalità

    Sfide

    • Per garantire la qualità della struttura della cella e consentire prestazioni elevate sono necessarie soluzioni analitiche e di preparazione dei campioni sicure ed efficienti
    • Lo stato originale della struttura della cella deve essere analizzato senza smontare la cellula

     

    I tuoi vantaggi con ZEISS

    • Preparazione sicura del campione ed efficiente sezione trasversale di grandi dimensioni
    • Analisi ad alta risoluzione e ad alto contrasto di materiali per batterie sensibili ai fasci di elettroni a bassa gamma di kV con ZEISS GeminiSEM
    • Analisi non distruttiva ad alta risoluzione della struttura cellulare 3D con il microscopio a raggi X ZEISS Xradia (XRM)
  • Quality gate 3: lavorazione delle materie prime

    Quality gate 3: lavorazione delle materie prime

    Ispezione della qualità delle merci in entrata

    Sfide

    • Il controllo delle merci in entrata garantisce l’uniformità e la consistenza dei materiali, prevenendo i difetti che incidono enormemente sulle prestazioni e sull’efficienza
    • La visualizzazione e il controllo della microstruttura della materia prima, il rapporto di elementi chimici delle particelle del catodo e la purezza delle particelle dell’anodo sono tutti elementi cruciali per evitare il malfunzionamento della batteria

    I tuoi vantaggi con ZEISS

    • Soddisfa le più elevate esigenze di imaging sub-nanometrico, analisi e flessibilità dei campioni con ZEISS GeminiSEM
    • Il flusso di lavoro completo per la preparazione del campione consente di ottenere immagini rapide, chiare e senza soluzione di continuità della microstruttura del materiale
    • Supporta l’imaging ad alta risoluzione e ad alto contrasto di campioni non conduttivi
  • Quality gate 4: produzione di elettrodi

    Quality gate 4: produzione di elettrodi

    Pulizia tecnica e analisi delle bave

    Sfide

    • L’analisi di particelle estranee di dimensioni superiori a 5 μm è necessaria a causa dell’elevato rischio di contaminazione durante il trasporto e la produzione
    • Poiché il taglio degli elettrodi può generare bave, è fondamentale bilanciare qualità e costi individuando il momento ideale per la sostituzione delle pale

    I tuoi vantaggi con ZEISS

    • Il software ZEISS Technical Cleanliness Analysis distingue le particelle metalliche, fibrose e non metalliche per stimare il rischio di contaminazione
    • I microscopi elettronici a scansione ZEISS dichiarano automaticamente la composizione chimica di ogni particella per individuare la causa della contaminazione
    • Rilevamento automatico delle bave in ambiente industriale e feedback costante alla linea di produzione
  • Quality gate 5: produzione di celle

    Quality gate 5: produzione di celle

    Analisi di elettrodi e difetti

    Sfide

    • Per evitare rischi per la sicurezza e sprechi, è essenziale controllare l’allineamento e la posizione degli elettrodi delle celle e identificare i difetti interni
    • Per gestire le elevate velocità di produzione delle celle sono necessari cicli di analisi rapidi e ad alta risoluzione

    I tuoi vantaggi con ZEISS

    • Imaging ad alta risoluzione con le soluzioni a raggi X 2D e 3D di ZEISS per gestire sporgenze, elettrodi danneggiati e qualità della saldatura
    • Digitalizzazione 3D completa, rapida ed efficiente, di parti complesse nei minimi dettagli tramite sistemi come ZEISS METROTOM
    • Valutazione automatizzata al 100% inline con il rilevamento dei difetti ZEISS BOSELLO
  • Quality gate 6: assemblaggio del modulo

    Quality gate 6: assemblaggio del modulo

    Controllo finale del modulo completo

    Sfide

    • Le dimensioni e la densità del modulo richiedono l’uso di sistemi ad alte prestazioni
    • Il controllo finale della qualità deve rilevare i difetti tipici, tra cui la contaminazione del metallo, la sporgenza e il disallineamento degli elettrodi

    I tuoi vantaggi con ZEISS

    • Analisi non distruttiva ad alta penetrazione con il compatto e robusto ZEISS VoluMax 9 titan
    • Questa soluzione CT è in grado di gestire moduli grandi, pesanti e densi grazie all’elevata potenza e alla forza di penetrazione

Ulteriori approfondimenti sul controllo qualità delle batterie

  • Le innovazioni che alimentano la transizione verso la mobilità elettrica
    ZEISS eMobility Solutions per le batterie
  • Dettagli sorprendenti grazie alla tomografia computerizzata (CT) non distruttiva
    Scansione della batteria cilindrica con ZEISS METROTOM 1500
Albert Mo

Le batterie sono il cuore dei veicoli elettrici. Il controllo qualità ha la massima priorità per i produttori. È semplicemente un must.

Albert Mo Responsabile del Centro di Competenza di ZEISS eMobility Solutions

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