ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Garantia de qualidade para materiais de baterias

Desenvolvimento da estrutura de materiais e processamento de matérias-primas

Materiais de alta qualidade significam baterias de alta qualidade

Estabelecer as bases para o desempenho de NEVs

Entre todos os elementos de um veículos de nova energia (NEV - New Energy Vehicles), o sistema de bateria tem o maior impacto sobre a experiência de dirigir. A densidade energética das células determina a relação potência e peso e a autonomia de condução, enquanto o tempo de carregamento precisa atender às expectativas dos clientes. E, como as matérias-primas estão intrinsecamente ligadas ao custo das células da bateria, as soluções devem atender a três frentes: preço, desempenho e, é claro, à segurança.

Explore alguns dos principais desafios de qualidade relacionados ao desenvolvimento e processamento de materiais para baterias - e descubra o portfólio de microscopia da ZEISS que é crucial para dominá-los.

Principais desafios de qualidade para materiais de baterias

Desenvolvimento da receita

Identificação das propriedades ideais

O desenvolvimento de novos materiais ativos para o cátodo, o ânodo e o separador ajuda a melhorar a capacidade, o comportamento de carga e a vida útil de forma econômica. Embora a adição de silício ao ânodo possa aumentar a densidade energética, o possível impacto na vida útil da bateria deve ser monitorado.

As soluções de microscopia eletrônica e de raios X da ZEISS apoiam o desempenho e a segurança aprimorados das baterias, com suas imagens e análises cruciais para determinar as propriedades relevantes do material.

Controle da cadeia de suprimentos

Uniformidade e consistência

O controle da qualidade dos produtos recebidos garante uniformidade e consistência no suprimento de materiais. Os principais problemas vão desde a qualificação de pós de matéria-prima até o controle de qualidade de chapas.

Os microscópios de luz e confocal da ZEISS examinam a rugosidade e a microestrutura das chapas, enquanto os microscópios eletrônicos avaliam a composição, a distribuição de partículas e a contaminação dos pós de matéria-prima. Para garantir um fornecimento uniforme, a microscopia de raios X da ZEISS analisa baterias inteiras.

Pressão de calandragem

Densidade, porosidade e carga

A mistura inadequada do material da bateria e a calandragem de baixa pressão resultam em vazios no material aglutinante e no espaçamento excessivo das partículas do cátodo. A inspeção com a microscopia de raios X 3D pode combater efeitos negativos, como densidade energética abaixo do ideal ou a baixa capacidade de carga.

Este vídeo mostra dois cátodos que foram comprimidos com diferentes pressões na calandragem. As variações resultantes na densidade de empacotamento de partículas e na porosidade do eletrodo afetam o desempenho eletroquímico das células.

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Este vídeo apresenta imagens não destrutivas da microestrutura da célula após um único ciclo de carga.

Efeitos ao longo da vida útil e do envelhecimento

Tracking da condição da bateria

Como o desempenho de uma bateria varia durante sua vida útil, é fundamental entender os efeitos do envelhecimento longitudinal. As soluções de microscopia permitem observar como os processos de carga e descarga desencadeiam mudanças químicas e estruturais que alteram os materiais dos eletrodos.
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Este vídeo demonstra as alterações morfológicas em uma bateria de ânodo de metal de lítio após 80 ciclos de carga: deformação mecânica nas bordas dos eletrodos, formação de tensão e variação na distância radial e na separação das camadas.

Efeitos ao longo da vida útil e do envelhecimento

Observação de alterações microscópicas

O inchaço e a contração repetidos da bateria resultam em rachaduras, vazios. além de menor estabilidade mecânica e conectividade elétrica. O mapeamento de propriedades elétricas em microescala com a microscopia eletrônica ZEISS ajuda a responder à capacidade reduzida e à possível falha da célula.