Control de calidad para la seguridad y el rendimiento de las baterías
ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Control de calidad para la seguridad y el rendimiento de las baterías

Componentes fiables gracias a los datos de inspección y calidad
Gestión de calidad de las baterías en la producción

Gestión de calidad de las baterías en la producción

Garantizar un rendimiento superior a largo plazo

Las baterías son la clave de la autonomía, el rendimiento y la longevidad de los vehículos de nueva energía (VNE). Estos factores son decisivos para los propietarios y fabricantes de VNE, ya que la seguridad, la eficiencia y el costo también son fundamentales para el éxito.

Unas baterías fiables y duraderas requieren materiales de primera calidad y técnicas de producción precisas. Las celdas, los módulos y las bandejas también deben cumplir tolerancias muy estrictas durante el ensamblaje final.

Con microscopía industrial, tomografía computarizada (CT), máquinas de medición por coordenadas (CMM) y sistemas ópticos de medición 3D, el catálogo de productos de ZEISS utiliza soluciones de software para capturar los datos de calidad necesarios para garantizar la seguridad y el rendimiento de las baterías de los vehículos eléctricos.

Cobertura completa de las aplicaciones de las baterías

En el sector de los VNE, las baterías están en el centro de una amplia gama de aplicaciones de gestión de calidad. Abarcan todo el proceso de producción de baterías, desde el desarrollo inicial hasta el ensamblaje final. Analizar los materiales de la batería, inspeccionar los electrodos de la batería, realizar la inspección final de las celdas y módulos fabricados, comprobar la bandeja de la batería...puede hacerlo todo con el catálogo de productos de ZEISS. Haga clic en los enlaces siguientes para explorar nuestras soluciones de gestión de calidad específicas para aplicaciones de baterías de VNE.

Materiales de las baterías

Materiales de las baterías

Desarrollo de materiales y estructuras

Las materias primas tienen un impacto significativo en el rendimiento de las baterías. Entre los principales desafíos a este respecto figuran el desarrollo de nuevos materiales activos, la garantía de un suministro uniforme y constante, el mantenimiento de una presión de calandrado adecuada y la observación de los cambios microscópicos causados por el uso.

Electrodos de batería

Electrodos de batería

Limpieza técnica

Los electrodos de las baterías cumplen un papel fundamental en la seguridad y la eficacia, por lo que el análisis de la microestructura de los materiales, la inspección y reemplazo oportuno de la cuchilla de corte y la visualización en 3D de las deformaciones son fundamentales en este sentido. También es esencial evitar la contaminación por partículas en todo el proceso mediante la limpieza técnica.

Celdas y módulos de baterías

Celdas y módulos de baterías

Inspección rápida y de alta resolución

La inspección final del módulo de batería completo es un proceso especialmente difícil, ya que las celdas individuales de dichos módulos plantean una serie de riesgos de seguridad y desafíos de calidad. Se requieren ciclos de ensayo rápidos con alta resolución para los tres tipos de celdas: cilíndricas, prismáticas y en bolsa.

Bandeja de batería

Bandeja de batería

Inspección de la estructura y la integridad

La bandeja de la batería aloja todas las celdas de la batería, los conectores, las unidades de control y los paquetes de baterías que contienen numerosos módulos de batería. Al estar totalmente integrada en la carrocería del vehículo, su estructura e integridad deben inspeccionarse a múltiples intervalos durante la producción para garantizar la calidad y la seguridad.

ZEISS eMobility Solutions en cada paso de la fabricación

Línea azul para el desarrollo y la producción de baterías

ZEISS eMobility Solutions en cada paso de la fabricación
  • Estación de calidad 1: desarrollo de materiales

    Estación de calidad 1: desarrollo de materiales

    Desarrollo de materiales para el cátodo, el ánodo y el separador

    Desafíos

    • La capacidad, el comportamiento de carga y la vida útil de la batería dependen de los materiales utilizados para el cátodo, el ánodo y el separador
    • El rendimiento de las celdas depende en gran medida de la estructura microscópica de estos materiales, así como de la composición química de las partículas y las impurezas

     

    Sus ventajas con ZEISS

    • Análisis de materiales de baterías de alta resolución y alto contraste con microscopios electrónicos de barrido (SEM) de ZEISS
    • Análisis correlativo eficaz mediante una solución patentada de microscopía correlativa que incorpora microscopios ópticos y SEM
  • Estación de calidad 2: desarrollo de estructuras

    Estación de calidad 2: desarrollo de estructuras

    Prueba de ensamblaje previo para estudio de funcionalidad

    Desafíos

    • Se necesitan soluciones analíticas y de preparación de muestras seguras y eficaces para garantizar la calidad de la estructura de celdas y permitir un alto rendimiento
    • El estado original de la estructura de celdas debe analizarse sin desmontar la celda

     

    Sus ventajas con ZEISS

    • Preparación segura de muestras y corte transversal eficaz de grandes superficies
    • Análisis de alta resolución y alto contraste de materiales de baterías sensibles a los haces de electrones en el rango bajo de kV con ZEISS GeminiSEM
    • Análisis no destructivo de alta resolución de la estructura de celdas en 3D con el microscopio de rayos X (XRM) ZEISS Xradia
  • Estación de calidad 3: procesamiento de las materias primas

    Estación de calidad 3: procesamiento de las materias primas

    Inspección de calidad entrante

    Desafíos

    • El control de entrada de mercancías garantiza la uniformidad y consistencia del material, evitando defectos que repercuten enormemente en el rendimiento y la eficacia
    • La visualización y comprobación de la microestructura de las materias primas, la proporción de elementos químicos de las partículas catódicas y la pureza de las partículas anódicas son fundamentales para evitar el fallo de las baterías

    Sus ventajas con ZEISS

    • Cumpla los requisitos más exigentes en imágenes subnanométricas, análisis y flexibilidad de muestras con ZEISS GeminiSEM
    • El completo flujo de trabajo de preparación de muestras permite obtener imágenes rápidas, claras y sin fisuras de la microestructura del material
    • Admite imágenes de alta resolución y alto contraste de muestras no conductoras
  • Estación de calidad 4: producción de electrodos

    Estación de calidad 4: producción de electrodos

    Limpieza técnica e inspección de rebabas

    Desafíos

    • La inspección de partículas extrañas mayores a 5 μm es necesaria debido al alto riesgo de contaminación durante el transporte y la fabricación
    • Dado que el corte de electrodos puede generar rebabas, es fundamental equilibrar calidad y costos encontrando el momento ideal para el reemplazo de los álabes

    Sus ventajas con ZEISS

    • El software de análisis de limpieza técnica de ZEISS distingue las partículas metálicas, de fibra y no metálicas para estimar el riesgo de contaminación
    • Los microscopios electrónicos de barrido de ZEISS indican automáticamente la composición química de cada partícula para dar con el origen de la contaminación
    • Detección automática de rebabas en el entorno de la fábrica e información constante a la línea de producción
  • Estación de calidad 5: producción de celdas

    Estación de calidad 5: producción de celdas

    Inspección de electrodos y defectos

    Desafíos

    • Para evitar riesgos de seguridad y residuos, es esencial comprobar la alineación y la posición de los electrodos de la celda e identificar los defectos internos
    • Los ciclos de inspección rápidos y de alta resolución son necesarios para gestionar las altas velocidades de producción de celdas

    Sus ventajas con ZEISS

    • Imágenes de alta resolución con soluciones de rayos X 2D y 3D de ZEISS para tratar sobrantes, electrodos dañados y calidad de la soldadura
    • Digitalización 3D completa rápida y eficaz de piezas complejas con el máximo detalle mediante sistemas como ZEISS METROTOM
    • Evaluación automatizada 100 % en línea con detección de defectos ZEISS BOSELLO
  • Estación de calidad 6: ensamblaje de módulos

    Estación de calidad 6: ensamblaje de módulos

    Comprobación final del módulo completo

    Desafíos

    • El tamaño y la densidad del módulo exigen el uso de sistemas de alto rendimiento
    • El control de calidad final debe detectar los defectos típicos, como la contaminación metálica, los sobrantes y la desalineación de los electrodos

    Sus ventajas con ZEISS

    • Inspección no destructiva de alta penetración mediante el compacto y robusto ZEISS VoluMax 9 titan
    • Esta solución de CT maneja módulos grandes, pesados y densos con su gran alcance de potencia y fuerza de penetración

Más información sobre el control de calidad de las baterías

  • Innovaciones que impulsan la transición a la movilidad eléctrica
    ZEISS eMobility Solutions para baterías
  • Detalles asombrosos mediante tomografía computarizada (CT) no destructiva
    Escaneo de batería cilíndrica con ZEISS METROTOM 1500
Albert Mo

Las baterías son el núcleo de los vehículos eléctricos. Su control de calidad es prioridad para los fabricantes. Es sencillamente imprescindible.

Albert Mo Jefe del Centro de Competencia, ZEISS eMobility Solutions

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