Contrôle qualité pour la sécurité et la performance des batteries
ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Contrôle qualité pour la sécurité et la performance des batteries

Des composants fiables grâce aux données d'inspection et de qualité
Gestion de la qualité des batteries en production

Gestion de la qualité des batteries en production

Garantir des performances supérieures à long terme

Les batteries sont la clé de l'autonomie, des performances et de la longévité des véhicules à énergie nouvelle (NEV). Ces facteurs sont décisifs pour les propriétaires et les fabricants de NEV, la sécurité, l'efficacité et le coût étant également essentiels au succès.

Des batteries fiables et durables nécessitent des matériaux de première qualité et des techniques de production précises. Les cellules, les modules et les plateaux doivent également respecter des tolérances très strictes lors de l'assemblage final.

Avec la microscopie industrielle, la technologie de tomographie à rayons X (X-ray), les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et les systèmes de mesure 3D sans contact, le portefeuille de ZEISS utilise des solutions logicielles pour capturer les données de qualité nécessaires pour assurer la sécurité et la performance des batteries des véhicules électriques.

Une couverture complète des applications de la batterie

Dans le secteur des véhicules utilitaires légers, les batteries sont au cœur d'un large éventail d'applications de gestion de la qualité. Elles couvrent l'ensemble du processus de production des batteries, du développement initial à l'assemblage final. Que vous souhaitiez analyser les matériaux de la batterie, inspecter les électrodes de la batterie, effectuer l'inspection finale des cellules et des modules fabriqués, vérifier le plateau de la batterie : le portefeuille ZEISS couvre tous vos besoins. Cliquez sur les liens ci-dessous pour découvrir nos solutions de gestion de la qualité dédiées aux applications des batteries NEV.

Matériaux de la batterie

Matériaux de la batterie

Développement de matériaux et de structures

Les matières premières ont un impact significatif sur les performances des batteries. Les principaux défis à cet égard sont le développement de nouveaux matériaux actifs, la garantie d'un approvisionnement uniforme et constant, le maintien d'une pression de calandrage adéquate et l'observation des changements microscopiques causés par le vieillissement.

Électrodes de batterie

Électrodes de batterie

Propreté technique

Les électrodes des batteries jouent un rôle majeur en matière de sécurité et d'efficacité. L'analyse de la microstructure des matériaux, l'inspection et le remplacement en temps voulu de la lame de coupe, ainsi que la visualisation en 3D des déformations sont autant d'éléments clés à cet égard. Il est également essentiel de prévenir la contamination par les particules tout au long du processus grâce à la propreté technique.

Cellules et modules de batterie

Cellules et modules de batterie

Inspection rapide et à haute résolution

L'inspection finale du module de batterie complet est un processus particulièrement difficile. En effet, les cellules individuelles de ces modules présentent un certain nombre de risques pour la sécurité et de défis en matière de qualité. Des cycles de test rapides avec une haute résolution sont nécessaires pour les trois types de cellules que sont les cellules cylindriques, prismatiques et à poche.

Plateau de batterie

Plateau de batterie

Inspection de la structure et de l'intégrité

Le plateau de batterie contient tous les éléments de batterie, les connecteurs, les unités de contrôle et les packs de batterie qui contiennent de nombreux modules de batterie. Étant entièrement intégré à la carrosserie du véhicule, sa structure et son intégrité doivent être inspectées à de multiples intervalles au cours de la production, ceci afin de garantir la qualité et la sécurité.

Les ZEISS eMobility Solutions à chaque étape de la fabrication

Blue Line pour le développement et la production de batteries

Les ZEISS eMobility Solutions à chaque étape de la fabrication
  • Passerelle de qualité 1 : Le développement des matériaux

    Passerelle de qualité 1 : Le développement des matériaux

    Développement des matériaux pour la cathode, l'anode et le séparateur

    Défis

    • La capacité, le comportement de charge et la durée de vie de la batterie sont tous définis par les matériaux utilisés pour la cathode, l'anode et le séparateur
    • La performance des cellules est fortement influencée par la structure microscopique de ces matériaux, ainsi que par la composition chimique des particules et les impuretés

     

    Vos avantages avec ZEISS

    • Analyse à haute résolution et à fort contraste des matériaux de batteries avec les microscopes électroniques à balayage (MEB) de ZEISS
    • Analyse corrélative efficace grâce à une solution brevetée de microscopie corrélative intégrant des microscopes optiques et des MEB
  • Passerelle de qualité 2 : Le développement de la structure

    Passerelle de qualité 2 : Le développement de la structure

    Test de pré-assemblage pour l'étude de la fonctionnalité

    Défis

    • Des solutions analytiques et de préparation d'échantillons sûres et efficaces sont nécessaires pour garantir la qualité de la structure cellulaire et permettre d'obtenir des performances élevées
    • L'état d'origine de la structure cellulaire doit être analysé sans démonter la cellule

     

    Vos avantages avec ZEISS

    • Préparation sûre des échantillons et coupe transversale efficace de grandes surfaces
    • Analyse à haute résolution et à fort contraste des matériaux de batteries sensibles aux faisceaux d'électrons dans la gamme des faibles kV avec le ZEISS GeminiSEM
    • Analyse non destructive à haute résolution de la structure cellulaire en 3D avec le microscope à rayons X ZEISS Xradia (XRM)
  • Passerelle de qualité 3 : La transformation des matières premières

    Passerelle de qualité 3 : La transformation des matières premières

    Inspection de la qualité à l'arrivée des marchandises

    Défis

    • Le contrôle des marchandises entrantes garantit l'uniformité et la cohérence des matériaux, évitant ainsi les défauts qui ont un impact considérable sur les performances et l'efficacité
    • La visualisation et le contrôle de la microstructure des matières premières, le rapport entre les éléments chimiques des particules de la cathode et la pureté des particules de l'anode sont autant d'éléments cruciaux pour éviter la défaillance des batteries

    Vos avantages avec ZEISS

    • ZEISS GeminiSEM répond aux exigences les plus élevées en matière d'imagerie sub-nanométrique, d'analyse et de flexibilité des échantillons
    • Le flux de tâches complet de préparation des échantillons permet une imagerie rapide, claire et transparente de la microstructure du matériau
    • Prise en charge de l'imagerie haute résolution et à fort contraste d'échantillons non conducteurs
  • Passerelle de qualité 4 : La production d'électrodes

    Passerelle de qualité 4 : La production d'électrodes

    Propreté technique et inspection des bavures

    Défis

    • Inspection des particules étrangères de plus de 5 μm nécessaire en raison du risque élevé de contamination pendant le transport et la fabrication
    • La coupe des électrodes pouvant générer des bavures, il est essentiel de trouver un équilibre entre la qualité et le coût en déterminant le moment idéal pour le remplacement de l'aube du rotor

    Vos avantages avec ZEISS

    • Le logiciel ZEISS Technical Cleanliness Analysis distingue les particules métalliques, fibreuses et non métalliques pour estimer le risque de contamination
    • Les microscopes électroniques à balayage ZEISS indiquent automatiquement la composition chimique de chaque particule afin de déterminer la cause première de la contamination
    • Détection automatisée des bavures dans l'environnement de l'usine et retour d'information constant à la ligne de production
  • Passerelle de qualité 5 : La production de cellules

    Passerelle de qualité 5 : La production de cellules

    Inspection des électrodes et des défauts

    Défis

    • Pour éviter les risques de sécurité et les déchets, il est essentiel de vérifier l'alignement et la position des électrodes de la cellule et d'identifier les défauts internes
    • Des cycles d'inspection rapides et à haute résolution sont nécessaires pour gérer les vitesses de production élevées des cellules

    Vos avantages avec ZEISS

    • Imagerie haute résolution avec les solutions de radiographie 2D et 3D de ZEISS pour traiter les surplombs, les électrodes endommagées et la qualité des soudures
    • Scan 3D complet, rapide et efficace de pièces complexes dans les moindres détails grâce à des systèmes tels que ZEISS METROTOM
    • Évaluation automatisée 100 % en ligne avec la détection des défauts de ZEISS BOSELLO
  • Passerelle de contrôle 6 : L'assemblage des modules

    Passerelle de contrôle 6 : L'assemblage des modules

    Contrôle final du module complet

    Défis

    • La taille et la densité du module exigent l'utilisation de systèmes très performants
    • Le contrôle final de la qualité doit permettre de détecter les défauts typiques, notamment la contamination métallique, le surplomb et le désalignement des électrodes

    Vos avantages avec ZEISS

    • Inspection non destructive à haute pénétration grâce à l'appareil compact et robuste ZEISS VoluMax 9 titan
    • Cette solution de scanner CT permet de traiter des modules volumineux, lourds et denses grâce à sa puissance et à sa force de pénétration élevées

Un aperçu supplémentaire du contrôle qualité des batteries

  • Des innovations qui favorisent la transition vers la mobilité électrique
    ZEISS eMobility Solutions pour les batteries
  • Des détails étonnants grâce à la technologie de scanners CT non destructive
    Mesure de la batterie cylindrique avec ZEISS METROTOM 1500
Albert Mo

Les batteries sont au cœur des véhicules électriques. Leur contrôle qualité est une priorité absolue pour les fabricants. Il est tout simplement indispensable.

Albert Mo Chef du centre de compétences, ZEISS eMobility Solutions

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