VITRONIC hat ein Verfahren für die Qualitätsprüfung von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge entwickelt: Damit lassen sich Partikelverunreinigungen in Batteriezellen erfassen, sowie weitere Fehler. Partikel können in seltenen Fällen Kurzschlüsse verursachen, in deren Folge sich die Batterie im laufenden Betrieb entzünden kann. Da sich die Produktionsmenge an Li-Ion-Batterien in den kommenden Jahren vervielfachen wird, könnte daraus ein relevantes Sicherheitsproblem entstehen. Das neue Verfahren bietet eine Lösung: Es ermöglicht eine günstige, lückenlose Inline-Prüfung in der Massenfertigung. Auf der Battery Show Ende Juni in Stuttgart stellt VITRONIC diese und weitere Innovationen vor.
Wenn Elektrofahrzeuge wie aus dem Nichts in Brand geraten, könnten sie dafür verantwortlich sein: nur Mikrometer große Produktionsrückstände in den Zellen der Lithium-Ionen-Batterien. Sie entstehen beim Zuschnitt der Elektroden und Separatorfolien oder durch den Abrieb mechanischer Teile in der Produktionslinie. Trotz Reinigungssystemen bleiben einzelne Partikel auf den Folien der Batteriezelle hängen.
Wenn Partikel 10 Mikrometer und größer sind, können sie die 10-40 Mikrometer dicken Separatoren zwischen Anode und Kathode durchdringen. Das geschieht meist erst, nachdem die Batterien eine Zeitlang im Einsatz sind – vielleicht während einer Autofahrt. Die Batterie schließt kurz, kann sich entzünden und das gesamte Fahrzeug in Brand setzen.
Mit den üblichen Qualitätskontrollen in der Batteriefertigung können solche Partikelverunreinigungen nicht erkannt werden; zum Zeitpunkt der Auslieferung funktioniert die Batterie noch ganz normal. Erhältliche Prüfsysteme – industrielle Mikroskope – müssen manuell bedient werden. Sie eignen sich nur für Stichprobenkontrollen, nicht aber für die Massenfertigung.
Aufgrund der bisher relativ geringen Stückzahlen konnte das Sicherheitsrisiko bisher in Kauf genommen werden. Aus den aktuell rund 20 Millionen E-Fahrzeugen weltweit sollen jedoch in den kommenden Jahren hunderte Millionen werden. Aus den bisherigen Einzelfällen könnten dann eine relevante Anzahl von Vorfällen werden.
Die lückenlose Partikelprüfung wird deshalb bald zum Standard in der Zellproduktion. Das neue Verfahren von VITRONIC, den Spezialisten für industrielle Bildverarbeitung, bietet dafür eine Lösung. Ein hochauflösender 16K Zeilenkamerasensor macht gleichzeitig mehrere Aufnahmen der Elektrodenfolien aus unterschiedlichen Winkeln, mit unterschiedlicher Beleuchtung. Dadurch lassen sich winzige Partikel erkennen, die kaum Kontrast zum Hintergrund haben und praktisch unsichtbar sind. Die detektierten Partikel werden vermessen und automatisch klassifiziert. Auch weitere Fehler lassen sich aufspüren, etwa Lageabweichungen, Rand- und Schnittfehler oder durch den Transport veränderte Oberflächeneigenschaften der Elektroden.
Die Prüfung wird direkt in der Fertigungslinie durchgeführt, nach dem Laserschnitt und vor dem Stapeln der Elektroden- und Separatorfolien. Der Transport der Folien muss dafür nicht angehalten werden. Das Inline-Prüfsystem eignet sich deshalb für den Einsatz in der Massenfertigung. Es unterstützt Hersteller von Batteriezellen, die Produktqualität weiter zu erhöhen und eine Null-Fehler-Strategie umzusetzen.
Auf der Battery Show in Stuttgart vom 28.-30. Juni 2022 stellt VITRONIC diese und weitere Innovationen in der Qualitätskontrolle vor. Hier finden Interessierte weitere Informationen.
VITRONIC ist weltweit führender Innovationstreiber für industrielle Bildverarbeitung, der seine Kunden befähigt, die Herausforderungen von morgen zu meistern.
Die Unternehmensgruppe in Familienbesitz entwickelt zukunftsweisende Lösungen in Form von spezialisierten Produkten und Software für bildbasierte Qualitätsprüfung, Identifikation und Prozessoptimierung, welche Anwendung in den Wachstumsbranchen Automation und Verkehrstechnik finden.
VITRONIC Lösungen leisten einen wichtigen Beitrag, um eine sichere und lebenswerte Welt mitzugestalten. Die bestehenden Grenzen des wirtschaftlich Machbaren werden beständig hinterfragt, um höchste Qualität und Produktivität beispielsweise in der Produktion von Automobil- und Pharmaunternehmen zu erreichen. Weltweit übernehmen unsere Auto-ID-Lösungen in Logistikzentren und an Frachtflughäfen die zuverlässige und effiziente Erfassung von Sendungen und sorgen damit für transparente Warenströme.
Im Verkehrsbereich bietet VITRONIC führende Technologie für mehr Sicherheit auf den Straßen, zur Optimierung des Verkehrsflusses und zur Erfassung der Straßennutzung.
Ein offener und ehrlicher Umgang mit unseren Kunden bildet das Fundament, um gemeinsam die technologischen und prozessualen Potenziale voll auszuschöpfen. Gemeinsamer Erfolg bildet die Basis langfristiger Zusammenarbeit mit Unternehmen wie B. Braun, BMW, Daimler, DHL, UPS, Toll Collect, Fresenius und Sanofi ebenso wie mit öffentlichen Auftraggebern.
Seit der Gründung im Jahr 1984 wächst VITRONIC seit fast 40 Jahren kontinuierlich. Der aktuelle Jahresumsatz (2022) liegt bei 208 Mio. EUR und das Unternehmen ist aktuell mit 1.400 Mitarbeitern auf fünf Kontinenten in über 80 Ländern vertreten.
Entwicklung und Produktion der VITRONIC-Systeme sind am Unternehmenssitz in Wiesbaden angesiedelt. Die Gruppengesellschaften der VITRONIC Group erstrecken sich über alle Kontinente, einschließlich Nord- und Südamerika, Europa, Asien, Afrika und Ozeanien. Ein weltweites Netzwerk von Vertriebs- und Servicepartnern betreuen die internationalen Kunden vor Ort.