蔡司工業(yè)CT方案：打造高品質(zhì)電池的奧秘

電池質(zhì)量保證助力打造高品質(zhì)電池

工業(yè)顯微鏡用于分析電池研發(fā)過程中的電池材料、電池結構和潛在雜質(zhì)。例如，蔡司交叉光束掃描電子顯微鏡（SEM）可以使用離子束曝光表面下的相關感興趣區(qū)域，并在納米范圍內(nèi)對其進行分析。

另一方面，在生產(chǎn)過程中，對電池單元和模塊進行無損分析。在此階段，主要采用X射線和計算機斷層掃描系統(tǒng)（CT）

電池托盤（也稱為電池托架）對車身的穩(wěn)定性至關重要。電池托盤在生產(chǎn)過程中必須通過幾個質(zhì)量門，以滿足安全要求并確保車輛質(zhì)量。

為了滿足對續(xù)航里程更高的NEV的需求，必須在不增加電池重量和尺寸的情況下提高電池的能量密度。這種不斷增長的密度需要更復雜的無損檢測。蔡司VoluMax 9 Titan和蔡司METROTOM等CT 系統(tǒng)對電池單元和模塊等密集部件進行一致的CT掃描。它們生成非常高分辨率的3D體積數(shù)據(jù)集，從而呈現(xiàn)密集組件中隱藏的缺陷和特征，例如電極缺陷、錯位、懸垂、外殼孔隙和顆粒污染。后者是主要的安全風險，不得作為最終產(chǎn)品的一部分。CT系統(tǒng)僅需一次掃描即可有效地解決復雜的測量和檢查任務。這對于電池容量和安全性都是不可或缺的。

蔡司VoluMax 9 Titan占地面積小，非常緊湊，顯示出非凡的堅固性。配備3k探測器，它可以掃描尺寸高達590 x 700mm、重量高達60kg的組件。無論是在實驗室環(huán)境中還是在生產(chǎn)線上，由CT系統(tǒng)和易于使用的跨平臺軟件組成的完整CT解決方案都能提供高分辨率的3D體積數(shù)據(jù)集，即使在掃描大型、密集的電池模塊時也是如此。

使用蔡司顯微鏡對鋰離子電池進行成像和材料分析

復雜的材料系統(tǒng)，例如在電池或太陽能電池中發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)，依賴于許多不同材料的相互作用來有效地發(fā)揮作用。借助能量色散光譜（EDS），可以在顯微鏡中確認被檢查物體的元素組成。這張照片證實了陰極側(cè)的高氟殘留，正如老化樣品中所預期的那樣。

氟存在于電解質(zhì)中，并形成固體電解質(zhì)界面（SEI），該界面隨老化而增加。由于這種電池材料混合物的配方總是在變化，而且電池老化后的材料分布狀態(tài)允許得出重要結論，因此需要通過材料分析進行反復評估。例如，一個穩(wěn)定增長的SEI層是一個發(fā)現(xiàn)，它解釋了電解質(zhì)老化，從而隨著時間的推移容量下降增加。

電池托盤是車身不可分割的一部分，因此，該組件的尺寸直接影響整個車身的尺寸精度和穩(wěn)定性。蔡司為電池托盤提供了獨特的檢驗組合，包括在線檢驗、離線計量檢驗以及鋁焊縫檢驗（例如使用計算機斷層掃描）。

在銑削和鉆孔過程中，必須測量具有嚴格公差的許多特征。蔡司CALENO水平臂機器結合了光學和觸覺傳感器。蔡司EagleEye快速記錄孔或螺柱位置等特征。觸覺傳感器以高精度覆蓋光學不可接近的特征，例如底切。

ZEISS ScanBox 5系和6系用于全場三維掃描。這些光學測量機自動掃描零件，并創(chuàng)建精確的幾何數(shù)字孿生，可在軟件中用于在幾分鐘內(nèi)對相關功能進行全面檢驗。 作者：蔡司代理昆山友碩

審核編輯 黃宇