Gerenciamento da qualidade de baterias na produção
Garantia de desempenho superior a longo prazo
As baterias são essenciais para o alcance, o desempenho e a longevidade dos veículos de nova energia (NEVs). Esses fatores são decisivos para os proprietários e fabricantes de NEVs, sendo que a segurança, a eficiência e o custo também são cruciais para o sucesso.
Baterias confiáveis e de longa duração exigem materiais de primeira classe e técnicas de produção precisas. As células, os módulos e as bandejas também devem obedecer a tolerâncias muito rígidas durante a montagem final.
Com microscopia industrial, tomografia computadorizada (TC), máquinas de medição por coordenadas (CMMs) e sistemas ópticos de medição 3D, o portfólio da ZEISS usa soluções de software para capturar os dados de qualidade necessários para garantir a segurança e o desempenho de baterias para veículos elétricos.
Abrangência completa de aplicações de baterias
No setor de veículos NEV, as baterias estão no centro de uma ampla gama de aplicações de gerenciamento de qualidade. Elas abrangem todo o fluxo de trabalho de produção de baterias, desde o desenvolvimento inicial até a montagem final. Análises dos materiais da bateria, inspeção dos eletrodos da bateria, realização da inspeção final nas células e módulos fabricados, verificação da bandeja da bateria, você pode fazer tudo isso com o portfólio da ZEISS. Clique nos links abaixo para explorar nossas soluções dedicadas de gerenciamento de qualidade para aplicações de baterias de NEVs.
Materiais de bateria
Desenvolvimento de materiais e estruturas
As matérias-primas têm um impacto significativo no desempenho da bateria. Os principais desafios nesse sentido incluem o desenvolvimento de novos materiais ativos, a garantia de um fornecimento uniforme e consistente, a manutenção da pressão de calandragem adequada e a observação de alterações microscópicas causadas por envelhecimento.
Os eletrodos da bateria desempenham um papel importante na segurança e na eficiência, com análise da microestrutura de materiais, inspeção e substituição oportuna da lâmina de corte, além de visualização em 3D das deformações, tudo isso é fundamental nesse sentido. Também é essencial evitar a contaminação por partículas por meio da limpeza técnica.
A inspeção final do módulo completo da bateria é um processo particularmente desafiador, pois as células individuais nesses módulos apresentam vários riscos de segurança e desafios de qualidade. Ciclos de teste rápidos com alta resolução são necessários para todos os três tipos de células: cilíndrica, prismática e em saco.
A bandeja de bateria abriga todas as células da bateria, conectores, unidades de controle e os pacotes de bateria que contêm vários módulos de bateria. Como ela é totalmente integrada à carroceria do veículo, sua estrutura e integridade devem ser inspecionadas em vários intervalos durante a produção para garantir a qualidade e a segurança.
Soluções de eMobility da ZEISS em cada etapa da fabricação
Linha azul para desenvolvimento e produção de baterias
Barreira de qualidade 1: desenvolvimento de materiais
Desenvolvimento de materiais para o cátodo, o ânodo e o separador
Desafios
A capacidade, o comportamento de carga e a vida útil da bateria são definidos pelos materiais usados para o cátodo, o ânodo e o separador
O desempenho da célula é altamente influenciado pela estrutura microscópica desses materiais, além da composição química das partículas e das impurezas
Seus benefícios com a ZEISS
Análise de material de bateria de alta resolução e alto contraste com os microscópios eletrônicos de escaneamento (SEMs) da ZEISS
Análise correlativa eficiente por meio de uma solução patenteada de microscopia correlativa que incorpora microscópios de luz e SEMs
Barreira de qualidade 2: desenvolvimento da estrutura
Teste de pré-montagem para estudo de funcionalidade
Desafios
São necessárias soluções analíticas e de preparação de amostras seguras e eficientes para garantir a qualidade da estrutura celular e permitir um alto desempenho
O status original da estrutura da célula deve ser analisado sem que a célula seja desmontada
Seus benefícios com a ZEISS
Preparação segura de amostras e corte transversal eficiente de grandes áreas
Análise de alta resolução e alto contraste de materiais de bateria sensíveis a feixes de elétrons em baixa faixa de kV com o ZEISS GeminiSEM
Análise da estrutura celular 3D não destrutiva de alta resolução com o microscópio de raios X ZEISS Xradia (XRM)
Barreira de qualidade 3: processamento de matéria-prima
Inspeção de qualidade de entrada
Desafios
A verificação das mercadorias recebidas garante a uniformidade e a consistência do material, evitando defeitos que afetam enormemente o desempenho e a eficiência
A visualização e a verificação da microestrutura da matéria-prima, a proporção de elementos químicos das partículas do cátodo e a pureza das partículas do ânodo são cruciais para evitar falhas nas baterias
Seus benefícios com a ZEISS
Atenda às mais altas demandas em imagens subnanométricas, análises e flexibilidade de amostras com o ZEISS GeminiSEM
O fluxo de trabalho completo de preparação de amostras permite a geração de imagens rápidas, claras e perfeitas da microestrutura do material
É compatível com alta resolução geração de imagens de alta resolução e alto contraste de amostras não condutoras
A inspeção de partículas estranhas maiores que 5 μm é necessária devido ao alto risco de contaminação durante o transporte e a fabricação
Como o corte do eletrodo pode gerar rebarbas, é fundamental equilibrar a qualidade e o custo, encontrando o momento ideal para a substituição da lâmina
Seus benefícios com a ZEISS
O software ZEISS Technical Cleanliness Analysis distingue partículas metálicas, de fibra e não metálicas para estimar o risco de contaminação
Os microscópios eletrônicos de escaneamento da ZEISS declaram automaticamente a composição química de cada partícula para identificar a causa raiz da contaminação
Detecção automatizada de rebarbas no ambiente da fábrica e feedback constante para a linha de produção
Para evitar riscos à segurança e o desperdício, é essencial verificar o alinhamento e a posição dos eletrodos de células e identificar defeitos internos
Ciclos de inspeção rápidos e de alta resolução são necessários para lidar com altas velocidades na produção de células
Seus benefícios com a ZEISS
Aquisição de imagens de alta resolução com as soluções de raios X 2D e 3D da ZEISS para lidar com saliências, eletrodos danificados e qualidade da soldagem
Digitalização 3D completa rápida e eficiente de peças complexas, nos mínimos detalhes, por meio de sistemas como o ZEISS METROTOM
Avaliação totalmente automatizada em linha com a detecção de defeitos ZEISS BOSELLO
Insights adicionais sobre garantia de qualidade para baterias
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Inovações que impulsionam a transição para a mobilidade elétrica
ZEISS eMobility Solutions para baterias
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Detalhes impressionantes por meio de tomografia computadorizada (TC) não destrutiva
Escaneamento de bateria cilíndrica com ZEISS METROTOM 1500
As baterias estão no centro dos veículos elétricos. Sua garantia de qualidade tem prioridade máxima para os fabricantes. É simplesmente uma obrigação.