ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

배터리 전극 품질 보증

기술적 청결도 및 버 검사

청결 및 검사를 통한 배터리 안전

입자 오염 및 버 제거

배터리 셀 내부에 위치한 전극의 형상과 구성은 안전과 효율성에 중요한 역할을 합니다. 양극, 음극 및 분리 포일은 모두 코팅된 구리, 알루미늄 또는 절연 종이 호일에서 자르거나 펀칭합니다. 배터리 셀의 분리 포일은 겹치지 않게 쌓아 올리는 것이 가장 이상적입니다.

배터리 활성 물질은 운송 및 제조 과정에서 쉽게 오염될 수 있습니다. 안전 문제를 방지하고 더욱 엄격한 품질 기준을 충족하기 위해 5μm 이상의 이물질은 반드시 검사해야 합니다. 기술적 청결을 위한 ZEISS 솔루션은 기능적으로 관련된 구성 요소에서 오염의 근본 원인을 파악하고 올바른 결정을 보다 신속하게 내릴 수 있도록 도와줍니다.

배터리 전극의 주요 품질 과제

전극 구조

마이크로 구조 및 세그멘테이션

다양한 전극 형성 프로세스는 전극 미세 구조와 셀 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 계산 재료 모델링은 배터리 및 재료 개발을 가속화하는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

이 이미지에서는 NMC 리튬 이온 배터리 음극의 확산 특성을 매핑하기 위해 NMC 양극재 세그멘테이션(하단), 컬러 입자 세그멘테이션 데이터(가운데), 디지털 재료 시뮬레이션 결과(상단)를 사용합니다.

전극 생산

버 검사 및 2D 형상

다른 치수의 배터리를 생산하기 위해 전극을 절단하면 금속 버가 발생하여 배터리 성능이 저하될 수 있습니다. 커터 블레이드 교체는 품질과 비용의 균형을 맞추기 위해 완벽한 타이밍에 이루어져야 합니다.

ZEISS 광학 멀티센서 CMM은 절단된 전극의 정확한 고해상도 품질 실험실 검사를 수행하며, ZEISS 광학 인라인 측정 기술은 고속 전극 절단 및 스태킹을 실시간으로 모니터링합니다. ZEISS 버 검사 시스템을 사용하면 공장 설정에서 버를 자동으로 감지할 수 있습니다.

배터리 셀 변형

식별 및 3D 시각화

배터리 개발 과정에서 열팽창으로 인한 변형과 충전 및 방전 중 배터리 셀의 온도 특성을 반드시 테스트하고 평가해야 합니다.

배터리 셀의 열에 의한 팽창은 3D 카메라 시스템 ARAMIS 및 ZEISS INSPECT Correlate 소프트웨어로 시각화할 수 있습니다.

ZEISS 기술적 청결 솔루션을 통한 입자 분석

프로세스에 치명적인 오염 특성 분석

NEV 배터리 오염

핵심 품질 과제

리튬 이온 배터리는 제조 공정에서의 오염에 매우 민감합니다. 가공된 부품의 모든 입자 오염은 배터리 수명과 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 양극, 음극 또는 분리막에 있는 철 입자는 배터리 셀의 자체 방전을 일으킬 수 있습니다.
상관 입자 분석

2단계 현미경 검사

기술적 청결은 광학 현미경을 사용하여 존재하는 입자의 수와 크기를 검사한 다음 전자 현미경을 사용하여 입자의 화학적 구성과 출처를 확인하는 2단계 절차로 이루어집니다. 따라서 이러한 입자로 인해 발생할 수 있는 시스템 장애를 제거하고자 합니다.
생산 과정에서의 오염 오류

식별 및 분석

배터리를 운송할 때 제조 공정 중에 금속 입자가 쉽게 쌓일 수 있습니다. 크기는 작지만 전기 합선과 같은 안전 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 5μm 크기의 모든 금속 입자를 올바르게 식별하고 분석하는 것은 배터리에 매우 중요합니다.
ZEISS 기술적 청결

이상적인 품질 솔루션

ZEISS 광학 현미경은 ZEISS 기술적 청결 분석 소프트웨어와 결합하여 정량적인 입자 분석을 수행할 수 있으며, ZEISS 주사 전자 현미경은 각 입자의 화학 성분을 자동으로 제공합니다. ZEISS Correlative Particle Analysis은 입자 오염을 식별하고 근본 원인을 찾기 위한 고급 워크 플로우를 구축합니다.

배터리 전극 품질 보증에 대한 추가적인 통찰력

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놀라운 실시간 정밀도

ZEISS O-INSPECT를 이용한 절단 전극 검사
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수집부터 보고까지 순식간에 해결되는 문제

Axio Imager 2를 이용한 자동 결함 분석
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제어와 분석은 함께 진행됩니다

ZEISS EVO 25를 사용한 리튬 이온 배터리 레이어의 구성 분석
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ZEISS Xradia, ZEISS Crossbeam, ZEISS Orion을 사용한 워크 플로우

전고체 배터리 준비 및 분석