Multifunktionsanalyse an Elektroden für E-Auto-Batterien – Ein Blick in die Praxis
Die Mobilitätswende ist längst Realität – und sie bringt neue Herausforderungen für die Batteriezellenproduktion mit sich. Im Fokus stehen dabei die beschichteten Elektroden, also Anode und Kathode, die den Stromfluss in Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen. Schon kleinste Abweichungen bei der Herstellung oder im Zellverhalten können die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Batterie beeinflussen.
Anforderungen an Elektroden
Vor allem in der Serienfertigung stellt die Produktion dieser Elektroden hohe Anforderungen:
- Präzise Schichtdicken müssen über große Bahnlängen hinweg konstant eingehalten werden.
- Gleichmäßige Beschichtung ist entscheidend für die elektrische Performance.
- Mechanische Stabilität muss trotz hoher Energiedichte gewährleistet sein.
- Skalierbarkeit der Prozesse vom Labor zur Großserienfertigung ist oft kritisch.
Diese Komplexität verlangt nach innovativen Prüfmethoden – und genau hier kommt der Multifunctional Cell Component Analyzer (MCCA) von ZwickRoell ins Spiel.
Was der MCCA kann – und warum das so wichtig ist
In einem Prüfzyklus misst der MCCA gleichzeitig die Dickenänderung (TUC) und den elektrischen Widerstand (RUC). Möglich machen das drei hochauflösende Wegsensoren, eine Nivelliereinheit für planparallelen Druckaufbau sowie speziell entwickelte, vergoldete Druckplatten für eine zuverlässige Widerstandsmessung.
Gerade im Betrieb von Batterien kommt es zu einem bekannten Effekt: „Battery Swelling“ – also ein periodisches An- und Abschwellen des Zellvolumens beim Laden und Entladen. Diese Volumenänderung führt zu mechanischem Stress auf die einzelnen Schichten, was über viele Zyklen hinweg zu Leistungseinbußen oder sogar zu Schäden führen kann. Der MCCA ermöglicht es, diesen Effekt präzise an kleinsten Zellkomponenten – zum Beispiel sogenannten Coin Cells – zu analysieren. Das ist ein enormer Vorteil für die Materialentwicklung und die Optimierung von Zellaufbauten.
Smarte Software inklusive
Dank der Integration in die Prüfsoftware testXpert ist die Bedienung des MCCA besonders anwenderfreundlich: Alle Prüfabläufe sind bereits vorprogrammiert – ein Klick genügt, um die Analyse zu starten. Das sorgt nicht nur für eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, sondern spart auch Zeit und vereinfacht den Einsatz im Laboralltag.
Fazit
Die Anforderungen an moderne Batterien steigen stetig – und damit auch der Bedarf an präziser Messtechnik. Der MCCA von ZwickRoell bringt die nötige Klarheit in die Analyse beschichteter Elektroden und prototypischer Zellstapel. Ob in der Forschung oder in der Produktionsüberwachung: Wer langfristig leistungsfähige und sichere Batterien herstellen will, kommt an dieser Art der Multifunktionsanalyse kaum vorbei.
Mehr wissen. Besser prüfen. Für die Batterien von morgen.
ZUM AUTOR:
Business Development Manager Automotive-Electrification
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Aleksander Koprivc ist seit über 20 Jahren in verschiedenen internationalen Führungsfunktionen bei ZwickRoell tätig. Nach seinem Abschluss als Dipl.-Ing. Maschinenbau in Karlsruhe sowie einem B.Eng. Mechatronics und einem MBA in International Management sammelte er erste Berufserfahrung als Applications Engineer in Deutschland und Frankreich. Bei ZwickRoell übernahm er unter anderem die Vertriebsleitung in Frankreich und Spanien sowie die Geschäftsführung beider Landesgesellschaften. Heute ist er als Business Development Manager für den Bereich Automotive-Electrification, zuvor war er mehrere Jahre Branchenmanager Automotive.