Gestione della qualità delle batterie in produzione
Garantire prestazioni superiori a lungo termine
Le batterie rappresentano il cuore dell’autonomia, delle prestazioni e della durata dei veicoli a nuova energia (NEV). Per produttori e proprietari, fattori come sicurezza, efficienza e sostenibilità dei costi risultano decisivi per il successo.
Per garantire batterie affidabili e di lunga durata, sono indispensabili materiali di alta qualità e processi produttivi estremamente precisi. Celle, moduli e vassoi devono rispettare tolleranze minime già in fase di assemblaggio finale.
Grazie a tecnologie avanzate come microscopia industriale, tomografia computerizzata (CT), macchine di misura a coordinate (CMM) e sistemi ottici di misura 3D, il portafoglio ZEISS integra soluzioni software in grado di acquisire dati di qualità essenziali per assicurare la sicurezza e le massime prestazioni delle batterie destinate ai veicoli elettrici.
Ampia gamma di applicazioni per le batterie
Nel settore dei veicoli a nuova energia (NEV), le batterie sono al centro di numerose applicazioni per la gestione della qualità, che abbracciano l’intero processo produttivo: dallo sviluppo iniziale fino all’assemblaggio finale. Con il portafoglio ZEISS è possibile analizzare i materiali delle batterie, ispezionare gli elettrodi, eseguire l’analisi finale di celle e moduli e controllare i vani batteria. Scopri di più sulle nostre soluzioni dedicate alla gestione della qualità per le applicazioni nel settore delle batterie NEV cliccando sui link sottostanti.
Materiali della batteria
Sviluppo di materiali e strutture
Le materie prime influenzano in modo determinante le prestazioni delle batterie. Tra le principali sfide rientrano lo sviluppo di nuovi materiali attivi, la garanzia di una fornitura stabile e uniforme, il controllo della corretta pressione di calandratura e il monitoraggio dei cambiamenti microscopici legati ai processi di invecchiamento.
Gli elettrodi delle batterie sono determinanti per garantirne sicurezza ed efficienza. Attività come l’analisi della microstruttura dei materiali, il monitoraggio e la sostituzione tempestiva delle lame di taglio, insieme alla visualizzazione 3D delle deformazioni, rivestono un ruolo cruciale. Allo stesso modo, la prevenzione della contaminazione da particelle tramite una rigorosa pulizia tecnica è essenziale in ogni fase del processo.
L’analisi finale dei moduli batteria rappresenta una fase particolarmente complessa, poiché le singole celle comportano sia rischi per la sicurezza sia sfide legate alla qualità. Per garantire risultati affidabili, tutti e tre i tipi di celle – cilindriche, prismatiche e a bustina – richiedono cicli di test rapidi e ad alta risoluzione.
Il vano batteria ospita tutte le celle, i connettori, le unità di controllo e i pacchi che racchiudono i vari moduli. Poiché è completamente integrato nella carrozzeria del veicolo, la sua struttura e integrità devono essere verificate in più fasi del processo produttivo, così da garantire i più elevati standard di qualità e sicurezza.
ZEISS eMobility Solutions: valore in ogni fase della produzione
Blue Line per lo sviluppo e la produzione di batterie
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 dipendono dai materiali impiegati per catodo, anodo e separatore.
Le prestazioni delle celle sono influenzate in modo significativo non solo dalla composizione chimica delle particelle e dalle eventuali impurità, ma anche dalla struttura microscopica di questi materiali.
I vantaggi con ZEISS
Analisi dei materiali delle batterie ad alta risoluzione e contrasto con i microscopi elettronici a scansione (SEM) ZEISS
Analisi correlativa avanzata grazie alla soluzione brevettata di microscopia correlativa che incorpora microscopi ottici e SEM
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)
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
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
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
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
Contenuto di parti terze bloccato
Il lettore video è bloccato in base alle preferenze sui cookie impostate. Per cambiare le impostazioni e riprodurre il video, fai clic sul pulsante qui sotto e acconsenti all’uso delle tecnologie di tracciamento “funzionali”.
Le innovazioni che alimentano la transizione verso la mobilità elettrica
ZEISS eMobility Solutions per le batterie
Contenuto di parti terze bloccato
Il lettore video è bloccato in base alle preferenze sui cookie impostate. Per cambiare le impostazioni e riprodurre il video, fai clic sul pulsante qui sotto e acconsenti all’uso delle tecnologie di tracciamento “funzionali”.
Dettagli sorprendenti grazie alla tomografia computerizzata (CT) non distruttiva
Scansione della batteria cilindrica con ZEISS METROTOM 1500
Le batterie sono il cuore dei veicoli elettrici. Il controllo qualità ha la massima priorità per i produttori. È semplicemente un must.
Trova il prodotto perfetto per la tua applicazione