Těsnění článků bateriového pouzdra

Kontrola kvality utěsnění pouzdra baterie a článků

Detekce vadných svařovaných těsnění pomocí detekce tepelných horkých míst během zátěžových testů s infračerveným zobrazováním

Výzva

Zajištění spolehlivého utěsnění lithium-iontových článků je obtížné, zejména v oblasti konektorových praporků, kde mohou nezjištěné mikrotěsnosti ohrozit bezpečnost a výkon baterie při zátěžových testech.

Řešení

Termovizní snímání s vysokým rozlišením vizualizuje nepatrné teplotní rozdíly, což umožňuje automatickou detekci tepelných anomálií způsobených netěsnostmi, aniž by bylo předem známo jejich přesné umístění.

Výhody

  • Včasná detekce mikrotěsností snižuje riziko vadných článků v konečných výrobcích
  • Zvyšuje bezpečnost a životnost sáčkových článků díky lepší kontrole kvality
  • Umožňuje nedestruktivní bezkontaktní kontrolu v reálném čase během výroby
  • Bezproblémová integrace do automatizované výroby pro konzistentní a sledovatelné výsledky
  • Snižuje závislost na ruční kontrole, čímž zvyšuje výkonnost a provozní efektivitu.

Potřebujete něco podobného?

Přesné svařování pro optimální výkon v lithium-iontových kapsových článcích

Svařování kapsových článků je klíčovým krokem při výrobě lithium-iontových baterií. Kapsové články, oblíbené pro svou flexibilní a lehkou konstrukci, se skládají z několika vrstev elektrod a separátorů obalených v flexibilní hliníkové fólii. Proces svařování zajišťuje hermetické utěsnění článku, které je nezbytné pro bezpečnost a dlouhou životnost baterie.

Nejprve se článek umístí do specializovaného přípravku, který přesně zarovná vrstvy fólie. Otevřené okraje hliníkové fólie se poté utěsní buď tepelným svařováním, nebo ultrazvukovým svařováním. Při tepelném svařování se fólie zahřeje na určitou teplotu, což způsobí spojení materiálů. Při ultrazvukovém svařování vysokofrekvenční zvukové vlny rozproudí molekuly fólie a vytvoří pevnou vazbu.

Řízení parametrů svařování, jako je teplota, tlak a čas, je zásadní pro zajištění rovnoměrného a spolehlivého utěsnění. Nedostatečné svařování může vést k netěsnostem, což může vést k poškození baterie nebo ke zhoršení jejího výkonu.

Po svaření prochází každý článek testem těsnosti, často pomocí vakuových testů nebo detekce úniku heliem. Tato opatření k zajištění kvality zajišťují, že do článku nemůže vniknout vzduch ani vlhkost, což by mohlo ohrozit jeho chemickou stabilitu a životnost. Celkově je přesné svařování kapsových článků zásadní pro zajištění kvality a bezpečnosti moderních lithium-iontových baterií.

Nejdůležitější oblastí pro utěsnění jednotlivých článků v sáčku je okolí konektorů, známých také jako vlaječky. Utěsnění vlaječek je kvůli jejich geometrickému tvaru náročné. Výrobce takových bateriových článků potřebuje zkoušku kvality, aby ověřil, že svařování článků probíhá bez problémů.

Detekce drobných úniků v bateriových pouzdrech pomocí infračerveného zobrazování s vysokým rozlišením

Okraj vlajky prochází fólií a pokud je v tomto místě utěsnění slabé, povede to během zátěžových zkoušek ke zvýšení teploty v místě úniku. Jednobodový pyrometr dokáže zaměřit oblast pouze tehdy, je-li známo přesné místo potenciálního úniku. Infračervený snímek však může zvýraznit aktivní místa, což značně usnadňuje detekci úniků neznámého umístění a velikosti.

Tyto netěsnosti mohou být nepatrné, což vyžaduje, aby infračervený snímek vizualizoval minimální oblasti. Navíc v případě malého netěsnosti může být teplotní rozdíl malý. Termální snímek proto musí mít vysoké optické a dobré teplotní rozlišení. Hliníkový povrch představuje pro kameru s rozlišením 8 µm - 14 µm výzvu, ale naštěstí jsou v kritické oblasti vlaječky částečně potaženy, což zvyšuje emisivitu a usnadňuje detekci.

Termokamera Optris PI 640i se vyznačuje vysokým optickým rozlišením 640 x 480 pixelů, což umožňuje detekci úniků o velikosti pouhých 1 mm pomocí standardního objektivu. Tato kamera detekuje úniky především za účelem zajištění kvality článků v bateriových pouzdrech. Software dokáže definovat teplotní rozdíl jako kritérium pro dobrý článek a spustí alarm, jakmile je detekována nesprávná teplotní odchylka. Tento alarm je předáván do řídicích jednotek, což umožňuje, aby každý bateriový článek byl zdokumentován pomocí signatury OK nebo NOK z infračervené kamery. Články v bateriových pouzdrech vykazující teplotní rozdíl svědčící o úniku jsou následně sešrotovány. Zajištění kvality je nyní součástí automatizovaného výrobního procesu.

Malé MFOV, rozlišení VGA a nízké NETD jsou klíčem k nalezení závad

Pro výrobu bateriových pouzder je pro detekci úniků klíčové rozlišení VGA a nízký NETD (rozdíl teplot ekvivalentu šumu) 40 mK. Rozlišení VGA, které poskytuje vysokou optickou čistotu 640×480 pixelů, umožňuje detailní vizualizaci povrchu článku. Toto vysoké rozlišení je nezbytné pro identifikaci malých vad, které by mohly vést k závažným problémům, pokud by nebyly odhaleny. Jasnost poskytovaná rozlišením VGA zajišťuje, že jsou viditelné i ty nejmenší nerovnosti, což usnadňuje přesnou kontrolu kvality.

Nízká hodnota NETD 40 mK zvyšuje tepelnou citlivost infračervené kamery. Tato citlivost je zásadní pro detekci minimálních teplotních rozdílů, které naznačují potenciální úniky. Nízká hodnota NETD znamená, že kamera dokáže rozpoznat i velmi malé teplotní změny, což je nezbytné při identifikaci malých úniků, kde by teplotní rozdíl mohl být minimální. Tato schopnost zajišťuje, že žádná závada nezůstane bez povšimnutí, a zachovává integritu a bezpečnost bateriových článků.

MFOV je klíčové v aplikacích zahrnujících pouzdra baterií, kde detekce drobných úniků vyžaduje zobrazování s vysokým rozlišením. Ve spojení s nízkou NETD (deficienční hustotou proudění) zajišťuje MFOV, že termokamera dokáže rozpoznat malé teplotní rozdíly a zvýraznit potenciální problémy. Toto prostorové rozlišení je zásadní pro přesné měření teploty a kontrolu kvality, což z MFOV činí klíčový faktor v efektivním termovizním zobrazování. Zorné pole měření (MFOV) je nezbytné pro přesné určení nejmenší velikosti cíle potřebné pro přesné odečty teploty. V termovizním zobrazování je MFOV podobné měřicímu bodu v pyrometrech, definovanému specifickým počtem pixelů, což zajišťuje zachycení 90 % energie cíle.

Potřebujete něco podobného?

Výběr z nabídky měřicích přístrojů...

Máte zájem o něco podobného? Zajímá Vás cena?

Zašlete nám kontakt, ozveme se Vám. Případně jsme k zastižení zde:

tm@trinstruments.cz

+420 541 633 670

Kontakt

TR instruments spol. s r.o.

      Looking for reseller ?

Are you looking for
a sales partner?

More info