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
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.
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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Des innovations qui favorisent la transition vers la mobilité électrique
ZEISS eMobility Solutions pour les batteries
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Des détails étonnants grâce à la technologie de scanners CT non destructive
Mesure de la batterie cylindrique avec ZEISS METROTOM 1500
Les batteries sont au cœur des véhicules électriques. Leur contrôle qualité est une priorité absolue pour les fabricants. Il est tout simplement indispensable.
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