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锂离子电池和蓄电池检测

便制造商和供应商正在努力提高负载能力,延长生命周期,并遵守所有质量保证和安全标准。

Waygate Technologies 广泛的优质射线照相系统组合不仅支持研发以及对有缺陷的锂离子电池进行事后分析以分析故障原因,而且还支持快速 CT 检测,通过对所有重要零部件进行可靠检测,从而提供安全可靠的生产控制。

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Baker Hughes 专访:工业 X 射线和 CT 解决方案

在本期播客中,ARC 副总裁 Craig Resnick 采访了 Baker Hughes 旗下 Waygate Technologies 的两位领导:Oliver Brunke 博士(产品管理团队负责人)和高级培训经理 Holger Roth 博士,探讨工业 X 射线和计算机断层扫描 (CT) 解决方案。

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锂离子电池 CT 检测的好处
您是否想进一步了解电池制造商和 OEM 如何从使用无损电池检测(如 CT 检测)中获益?

锂离子电池的 CT 检测

质量和安全

射线照相和 3D 计算机断层扫描的好处

锂离子电池的挑战

设计类型和应用

μCT 用作锂离子电池分析工具的可能性以及所面临的挑战

质量和安全

 

锂离子电池的问世,标志着可随时使用的大规模可移动能源的趋势逆转。 随着汽车、电子甚至飞机技术领域的需求不断提高,对遵守安全法规的要求也越来越严格。

遵守质量和安全标准至关重要,因为电池的内部故障会导致在短时间内释放出大量能量,从而威胁到人员和环境。

在执行无损检测 (NDT) 的工业程序时,可以对复杂的内部结构进行有价值的了解,以利于故障预防和工程优化,并实现更快和更安全的生产过程。

射线照相和 3D 计算机断层扫描的好处

通过 3D X 射线计算机断层扫描,可以对电池及其组件的内部结构进行无损检测,不仅可以最大限度地减少因制造误差而造成的故障原因,还可以减少因电气、机械和热滥用而引起的故障原因,以及劣化引起的故障原因。

这些测量结果为有针对性地改进电极和电池生产领域的材料和工艺提供了依据,也是电池行业新测试方法开发的一部分。

通过 phoenix v|tome|x m 和 c CT 系统提供的三种不同的 X 射线管,可以在各种检测任务中看清电池及其组件的内部结构。

特别是对于大型电池和整个电池模块,可以用能量水平高达 450kV 的高能微聚焦管进行检测微小的细节可以使用电压高达 300 kV 并且最高能够识别 1 微米细节的微聚焦管进行检测。纳米聚焦管能够以三维方式显示电池内 0.5 微米的微小细节,从而帮助更好地了解单个电池的细节。

锂离子电池的挑战

处理不完善之处
→ 了解锂离子电池的质量相关特性,并通过测量悬空、异物夹杂、缺失材料等,开发实用 QS 方法。

电池性能 
→ 材料、微观结构和电池设计与锂离子电池性能之间的关系

故障分析    
→ 对失效电池单元或模块的事后检测进行可视化解读

设计类型和应用

圆柱形蓄电池:
→ 电动工具
→ 消费品
→ 汽车    

软包电池(咖啡袋电池):
→ 移动电话
→ 笔记本电脑
→ 数码相机
→ 消费品
→ 汽车(BEV、PHEV)
→ 电池储能系统 (BESS)

方形蓄电池:
→ 汽车(BEV、PHEV)
→ 电池储能系统 (BESS)

μCT 用作锂离子电池分析工具的可能性以及所面临的挑战

级别:电池模块
→ 分析由几块电池组成的模块是否正确装配和制造。 评价组件的接触和定位。 (挑战: 大型样品的几何形状和合格厚度的检测需要高 X 射线能量、平衡穿透力和分辨率)

级别:单电池
→ 制造和几何缺陷
→ 可靠性、寿命方面的“宏观”制造效应
→ 对电池的结构件和功能件进行逆向工程,以了解制造工艺的影响,提高使用寿命、安全性,所面临的挑战是:复杂的材料配比,精细的结构件

级别: 微观结构
→ 阴极/阳极的可视化和量化(例如,孔隙度均匀性)
→ “微观”生产效应
→ 原粉的定性和定量表征(如结块、杂质粒子、粒度分布)

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