Multifunctionele analyse op elektroden voor elektrische autobatterijen - een praktische benadering
Hoewel de transitie naar elektromobiliteit al even realiteit geworden is, brengt ze ook nieuwe uitdagingen mee voor de productie van batterijcellen. De focus ligt hierbij op de gecoate elektroden, meerbepaald de anode en de kathode, die zorgen voor het vloeien van elektriciteit in lithium-ion batterijen. Zelfs de kleinste afwijkingen in de productie of in het celgedrag kunnen de prestaties en de levensduur van de batterij beïnvloeden.
Vereisten aan de elektroden
De productie van deze elektroden stelt hoge eisen aan processen, voornamelijk in serieproductie:
- Precieze laagdikten moeten consistent aangehouden worden over lange weefsellengten.
- Een uniforme coating is cruciaal voor de elektrische prestaties.
- De mechanische stabiliteit moet verzekerd worden, ook bij hoge energiedensiteit.
- De schaalbaarheid van processen van het lab naar massaproductie is vaak kritisch.
Deze complexiteit vraagt naar innovatieve testmethoden, en dat is exact waar de Multifunctional Cell Component Analyzer (MCCA) schittert.
Wat de MCCA kan - en waarom dat zo belangrijk is
In een enkele testcyclus meet de MCCA gelijktijdig de dikteverandering (TUC) en elektrische weerstand (RUC). Dit is mogelijk dankzij drie verplaatsingssensoren met hoge resolutie, een werktuig voor parallelle drukopbouw en speciaal ontworpen vergulde drukplaten voor betrouwbare weerstandsmeting.
Bij gebruik van batterijen bestaat er een goed gekend effect: Batterijzwelling - een periodieke verhoging en verlaging in celvolume onder invloed van het laden en ontladen. Deze volumeverandering leidt tot mechanische spanning op de individuele lagen, die dan weer leidt tot slechtere prestaties of beschadiging na vele cycli. Met de MCCA kan dit effect precies geanalyseerd worden op zelfs de kleinste celcomponenten, bijvoorbeeld knoopcellen. Dit is een aanzienlijk voordeel voor de ontwikkeling van materialen en de optimalisatie van celstructuren.
Slimme software inclusief
Dankzij de integratie met de testXpert testsoftware is de bediening van de MCCA bijzonder gebruiksvriendelijk: Alle testprocedures zijn vooraf geprogrammeerd - met een klik kan de analyse gestart worden. Dit zorgt niet enkel voor uiterst reproduceerbare resultaten, maar bespaart ook tijd en maakt het dagelijkse laboratoriumwerk eenvoudiger.
Conclusie
De eisen gesteld aan moderne batterijen worden steeds strenger - en dus is er nood aan precieze meettechnologie. De ZwickRoell MCCA brengt de noodzakelijke klaarheid in de analyse van gecoate elektroden en prototypische celstapels. Zowel voor onderzoek als voor productiecontrole: Voor de productie van performante en veilige batterijen op lange termijn, is dit type multifunctionele analyse essentieel.
Leer meer. Test beter. Voor de batterijen van morgen.
OVER DE AUTEUR:
Business Development Manager Automotive-Electrification
Aleksander Koprivc heeft meer dan 20 jaar verschillende internationale managementposities bekleed bij ZwickRoell. Na zijn studies werktuigbouw in Karlsruhe, een ingenieursdiploma mechatronica en een MBA in internationaal management, deed hij zijn eerste ervaring op als een toepassingsspecialist in Duitsland en Frankrijk. Bij ZwickRoell was hij verantwoordelijk voor de verkoop in Frankrijk en Spanje, en leidde hij ook beide dochterondernemingen. Vandaag is hij de business development manager voor de elektromobiliteitssector. Daarvoor was hij verschillende jaren verantwoordelijk voor de automobielsector.
