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Inspection et développement de batteries

À l’aide de la tomographie industrielle assistée par ordinateur 



Innovations en inspection



VGSTUDIO MAX permet d’inspecter les batteries à l’aide de la tomographie industrielle pour détecter et quantifier la présence de porosité, d’inclusions, de surplombs d’anodes et de délaminage. Examinez l’intérieur des batteries scellées et réalisez des inspections holistiques de haute qualité, de la recherche et du développement au contrôle qualité en fin de chaîne, ou même dans le cadre d’une inspection des marchandises entrantes chez un FEO. 

Les batteries jouent un rôle crucial dans de nombreux secteurs d’activité en rapide évolution, et constituent une cible en constante évolution en termes de qualité et de développement pour les entreprises de l’industrie automobile et des domaines connexes. Par exemple, les batteries lithium-ion sont parmi les composants les plus coûteux et les plus critiques pour la sécurité des véhicules électriques, et elles ont un impact énorme sur l’autonomie et la sécurité des véhicules. Les batteries sont donc devenues un sujet brûlant dans la recherche et le développement, et les chercheurs s’efforcent d’optimiser la conception des batteries et d’explorer de nouveaux concepts, tels que les batteries à l’état solide.

Quelle que soit l’utilisation finale, les coûts engendrés par la mauvaise qualité d’une batterie peuvent être astronomiques, entraînant des rappels à l’échelle mondiale et des pertes de production à deux chiffres. Pour rester compétitifs, les leaders du marché se tournent vers les dernières technologies d’inspection des batteries – c’est là que nous entrons en scène.

Nous sommes là pour vous aider non seulement à atteindre, mais aussi à dépasser vos objectifs en termes de qualité et de fiabilité dans ce secteur en évolution rapide. Laissez-nous vous montrer comment.



Vos défis, nos solutions



Sécurité des batteries

Vision globale : Identifier les problèmes de sécurité et de qualité pendant le processus de fabrication, et non après.  

Sur le terrain d’action : Pour éviter un emballement thermique tout au long de la durée de vie d’une batterie, vérifiez qu’elle n’est pas contaminée, mesurez le surplomb de l’anode ou détectez les pores dans le cordon de soudure du boîtier.



Performance de la batterie​

Vision globale : Optimiser les batteries à haute performance en augmentant leur capacité et leur puissance. 

Sur le terrain d’action : Optimiser le système de refroidissement, depuis les composants du rouleau de gelée au niveau de la cellule jusqu’au module entier.

 



Développement de batteries​

Vision globale : Progresser dans la conception des batteries et la caractérisation de la microstructure des composants. 

Sur le terrain d’action : Caractérisez la structure du matériau actif à l’échelle nanométrique pour mieux comprendre le flux d’ions lithium dans une batterie

 

Graphique montrant l’importance de la tomographie industrielle dans le cycle de vie de la production des batteries.



          La tomographie et Volume Graphics jouent un rôle crucial dans la production de batteries, depuis la détection précoce jusqu’au contrôle de qualité final. 



Avantages



La solution Volume Graphics :
analyse de batterie par tomographie assistée par ordinateur (CT)



Examinons le large éventail d’analyses que VGSTUDIO MAX peut ajouter à votre boîte à outils d’inspection de batteries. 




Surplomb de l’anode



Le surplomb de l'anode dans les batteries dans les batteries lithium-ion (LIB) est un critère de sécurité crucial. 

Le module Analyse de batterie de VGSTUDIO MAX aide les fabricants et les chercheurs à mesurer et à concevoir le surplomb de l’anode par rapport à la cathode de sorte à équilibrer l’utilisation des électrodes et la distribution du courant ainsi qu’à garantir la stabilité des cycles et la sécurité des batteries. En contrôlant et en optimisant soigneusement le surplomb, il est possible d’améliorer l’efficacité, la capacité, la stabilité des cycles et les performances globales des LIB.

 

Scan avec l'aimable autorisation de Waygate Technologies




Particules étrangères



Des particules étrangères peuvent pénétrer dans une batterie à plusieurs stades de la production. L’analyse de porosité/d’inclusions de VGSTUDIO MAX vous permet de détecter ces particules et de quantifier leur taille et leur position afin de décider si elles sont critiques ou non.

Scan avec l'aimable autorisation de Waygate Technologies




Délaminage



Le délaminage réduit la capacité et la durée de vie de la cellule. Le logiciel de Volume Graphics est capable de visualiser les délaminages, non seulement pendant la fabrication, mais aussi lors de la maintenance ultérieure si des délaminages se produisent après plusieurs cycles de charge.

Scan avec l'aimable autorisation de Waygate Technologies




Inspection des soudures



Lors de la production de cellules prismatiques, la porosité résultant du soudage peut provoquer des fuites dangereuses et réduire le fonctionnement de la batterie. L’analyse de porosité/d’inclusions proposée par VGSTUDIO MAX vous aide à déterminer si un pore est un motif d’inquiétude. Cette analyse permet aux fabricants d’identifier et de résoudre les problèmes de porosité, garantissant ainsi l’intégrité et les performances optimales des batteries.



Applications supplémentaires




R&D



La tomodensitométrie industrielle en combinaison avec VGSTUDIO MAX permet aux fabricants de développer des stratégies pour prolonger la durée de vie d’une batterie, assurer son efficacité et améliorer sa fiabilité pour diverses applications. L’évaluation non destructive de la dégradation des électrodes, de la perte de matériau actif et des changements dans l’intégrité structurelle nous aide à comprendre comment les performances de la batterie peuvent se dégrader au fil du temps.

En outre, le développement de nouveaux concepts de batteries, comme les batteries à l’état solide, peut nécessiter une conception entièrement nouvelle de la microstructure, ce qui signifie que les méthodes d’analyse doivent également être flexibles et adaptables. Avec VGSTUDIO MAX, vous disposez d’un éventail d’analyses que vous pouvez intégrer dans des flux de travail conviviaux.

Scan avec l'aimable autorisation de Nikon Metrology




Inspection visuelle



Inspectez visuellement les pièces en parcourant simultanément vos jeux de données en 3D et en tranches. Et le meilleur dans tout cela : toutes ces fonctions sont réalisées grâce à notre logiciel gratuit myVGL Viewer, qui vous permet de visualiser tous les résultats d’analyse générés avec VGSTUDIO MAX. Les résultats sont immédiatement accessibles via des signets prédéfinis.




Production en série



Les fabricants de cellules de batteries s’efforcent d’atteindre une cadence élevée tout en maintenant la qualité et le rendement les plus élevés possibles. Pour garantir la qualité des batteries, une série de tests électriques est généralement réalisée dans le cadre d’un protocole de validation systématique à la fin de la chaîne de production.

Cependant, bien que ces essais confirment la fonctionnalité globale, ils ne permettent pas d’évaluer de manière adéquate l’intégrité interne des batteries. Il est essentiel d’identifier tout défaut potentiel et d’effectuer diverses mesures au cours des phases de production afin d’éviter une dégradation accélérée et une réduction de la durée de vie des batteries tout au long de leur cycle de vie. Enfin, les mesures en ligne réalisées à chaque étape du processus de fabrication des batteries peuvent être collectées pour soutenir l’assurance qualité.

En fournissant des informations en temps réel sur la stabilité du processus de production, ces données peuvent aider les ingénieurs à prendre des décisions éclairées et à engager les mesures nécessaires pour garantir la qualité et l’efficacité de la production de batteries.




Contrôles de qualité pour le marché de la seconde vie



La sécurité et la fiabilité sont des facteurs cruciaux lorsqu’il s’agit de déterminer si une batterie convient pour des applications de seconde vie. Le contrôle non destructif (CND), qui combine la tomodensitométrie et VGSTUDIO MAX, est un outil précieux à cet effet. Il permet de mieux comprendre la structure interne et l’intégrité des batteries et d’identifier et de caractériser les différents défauts, tels que les courts-circuits internes, les fuites d’électrolyte et la dégradation des électrodes. Cet outil vous permet également d’en savoir plus sur les matériaux actifs d’une batterie, l’épaisseur des électrodes et l’uniformité globale des cellules, ce qui aide à évaluer la capacité restante et le potentiel de performance de la batterie.

En outre, cette approche favorise la durabilité en prolongeant le cycle de vie des batteries, en réduisant les déchets et en maximisant leur valeur dans les systèmes de stockage d’énergie et les groupes motopropulseurs des véhicules électriques, entre autres applications.



Libérer le potentiel de l’analyse des données 3D




Module Analyse de batterie :
exploiter l’expertise technique



Si vous êtes directement impliqué(e) dans le processus d’ingénierie ou de qualité, n’oubliez pas de consulter la page du module Analyse de batterie pour un aperçu plus technique de notre logiciel et de ses capacités d’apprentissage automatique.  




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Solution Hexagon

Découvrez comment la tomographie assistée par ordinateur (CT) et Volume Graphics s’intègrent dans la solution globale Hexagon pour la production de batteries et l’assurance qualité.