Qualitätsprüfung für die Versiegelung von Batterie-Pouch-Zellen

Präzises Schweißen für optimale Leistung bei Lithium-Ionen-Pouchzellen

Das Schweißen von Pouchzellen ist ein entscheidender Schritt in der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien. Pouchzellen, die aufgrund ihres flexiblen und leichten Designs bevorzugt werden, bestehen aus mehreren Schichten von Elektroden und Separatoren, die in einer flexiblen Aluminiumfolie eingeschlossen sind. Der Schweißprozess gewährleistet die hermetische Abdichtung der Zelle – eine Voraussetzung für die Sicherheit und Lebensdauer der Batterie.

Zu Beginn wird die Zelle in eine spezielle Halterung eingelegt, die die Folienschichten präzise ausrichtet. Die offenen Kanten der Aluminiumfolie werden anschließend entweder durch Heißsiegeln oder Ultraschallschweißen verschlossen. Beim Heißsiegeln wird die Folie auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, wodurch die Materialien miteinander verschmelzen. Beim Ultraschallschweißen regen hochfrequente Schallwellen die Moleküle der Folie an, wodurch eine feste Verbindung entsteht.

Die Kontrolle der Schweißparameter – wie Temperatur, Druck und Zeit – ist entscheidend, um eine gleichmäßige und zuverlässige Abdichtung sicherzustellen. Unzureichendes Schweißen kann zu Undichtigkeiten führen, die die Batterie beschädigen oder ihre Leistung beeinträchtigen.

Nach dem Schweißen wird jede Zelle einem Dichtheitstest unterzogen, häufig mittels Vakuumtest oder Helium-Leckdetektion. Diese Qualitätssicherungsmaßnahmen stellen sicher, dass keine Luft oder Feuchtigkeit in die Zelle eindringen kann, was ihre chemische Stabilität und Lebensdauer beeinträchtigen würde. Insgesamt ist das präzise Schweißen von Pouchzellen entscheidend für die Qualität und Sicherheit moderner Lithium-Ionen-Batterien.

Der kritischste Bereich beim Versiegeln einer einzelnen Pouchzelle liegt um die Anschlüsse – auch „Flags“ genannt. Das Abdichten dieser Flags ist aufgrund ihrer geometrischen Form besonders herausfordernd. Der Hersteller solcher Batteriezellen benötigt daher eine Qualitätssicherung, um zu überprüfen, dass die Schweißverbindungen der Zellen einwandfrei sind.

Kleines MFOV, VGA-Auflösung und niedriger NETD sind entscheidend zur Fehlererkennung

Bei der Herstellung von Batteriepouchzellen sind die VGA-Auflösung und ein niedriger NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) von 40 mK entscheidend für die Leckagedetektion. Die VGA-Auflösung mit 640 x 480 Pixeln ermöglicht eine detaillierte Darstellung der Zelloberfläche. Diese hohe optische Klarheit ist unerlässlich, um kleinste Defekte zu identifizieren, die unbeachtet zu erheblichen Problemen führen könnten. Dank der hohen Auflösung werden selbst minimale Unregelmäßigkeiten sichtbar, was eine präzise Qualitätskontrolle ermöglicht.

Der niedrige NETD-Wert von 40 mK erhöht die thermische Empfindlichkeit der Infrarotkamera. Diese hohe Empfindlichkeit ist entscheidend, um kleinste Temperaturunterschiede zu erkennen, die auf potenzielle Leckagen hinweisen. Ein niedriger NETD bedeutet, dass die Kamera selbst sehr geringe Temperaturabweichungen auflösen kann – ein entscheidender Vorteil bei der Erkennung von Mikroleckagen, bei denen die Temperaturdifferenz oft minimal ist. So bleibt kein Defekt unentdeckt, und die Sicherheit sowie Integrität der Batteriezellen werden gewährleistet.

Das MFOV spielt eine zentrale Rolle bei Anwendungen mit Batteriepouchzellen, da die Erkennung kleinster Leckagen eine hochauflösende Bildgebung erfordert. In Kombination mit einem niedrigen NETD stellt MFOV sicher, dass die Wärmebildkamera kleinste Temperaturunterschiede zuverlässig erfassen und potenzielle Probleme sichtbar machen kann. Diese räumliche Auflösung ist entscheidend für präzise Temperaturmessungen und Qualitätskontrolle – und macht MFOV zu einem Schlüsselfaktor für effektive Thermografie. Das Measurement Field of View (MFOV) definiert die kleinste Zielgröße, die für eine genaue Temperaturmessung erforderlich ist. In der Thermografie entspricht das MFOV dem Messfleck bei Pyrometern, der durch eine bestimmte Anzahl von Pixeln definiert ist und sicherstellt, dass 90 % der Strahlungsenergie des Ziels erfasst werden.