Les batteries font de plus en plus partie intégrante de notre quotidien, alimentant tout, des téléphones intelligents aux véhicules électriques et aux dispositifs médicaux vitaux. Avec l'expansion constante du marché mondial des batteries lithium-ion, la demande pour des batteries fiables et sécuritaires n'a jamais été aussi élevée. Toutefois, les batteries présentent des risques sérieux, notamment le potentiel d'emballement thermique et d'explosion. Cela rend les techniques d'inspection avancées plus cruciales que jamais.

Ce webinaire organisé par Battery Technology et Lumafield examine comment la tomodensitométrie offre un moyen sécuritaire et non destructif d'inspecter les batteries, fournissant des renseignements précieux sur leurs structures internes et leurs défauts potentiels.

Applications des batteries

Contrairement aux méthodes d'inspection traditionnelles, la tomodensitométrie permet d'obtenir une vue détaillée en trois dimensions de l'intérieur d'une batterie, sans avoir à la démonter. Cette capacité est essentielle pour identifier les défauts susceptibles d'entraîner une défaillance de la batterie ou des problèmes de sécurité, notamment :

• Désalignement des électrodes : Détection des désalignements entre les couches d'anode et de cathode pouvant affecter la performance et la sécurité de la batterie.
• Débordement de l'anode : Mesure de l'étendue du matériau d'anode dépassant la cathode, ce qui est crucial pour prévenir les courts-circuits.
• Intégrité du séparateur : Vérification de la présence de plis, de déchirures ou de mauvais positionnements dans le séparateur pouvant mener à des courts-circuits internes.
• Qualité de la soudure des languettes : Inspection des soudures reliant les languettes aux électrodes pour détecter la porosité, une fusion inadéquate ou d'autres défauts pouvant compromettre l'intégrité électrique.
• Détection de corps étrangers : Identification de matériaux indésirables à l'intérieur de la batterie, pouvant causer des courts-circuits ou dégrader la performance.
• Répartition de l'électrolyte : Évaluation de l'uniformité de la répartition de l'électrolyte dans la cellule, essentielle à une performance constante.
• Courts-circuits internes : Identification de courts-circuits internes potentiels pouvant entraîner une défaillance de la batterie ou un emballement thermique.
• Assemblage des cellules et des modules : Vérification de l'assemblage correct des cellules de batterie en modules, incluant l'alignement et la connexion des cellules.
• Variations de densité : Détection des variations de densité des matériaux pouvant indiquer des défauts de fabrication ou une dégradation.
• Porosité des électrodes : Identification de la porosité au sein des matériaux d'électrode pouvant affecter la capacité et la longévité de la batterie.
• Intégrité structurelle du boîtier : Vérification du boîtier de la batterie pour détecter des fissures, des déformations ou d'autres problèmes structurels pouvant mener à des fuites ou à des courts-circuits externes.
• Précurseurs d'emballement thermique : Identification des conditions au sein de la batterie pouvant mener à un emballement thermique, telles que des électrodes endommagées ou des ruptures de séparateur.

Explorez la tomodensitométrie d'une batterie lithium-ion 21700 ci-dessous. Dans la fenêtre Voyager, vous pouvez basculer entre les vues 3D et 2D de la batterie le long des axes X, Y et Z pour visualiser ses couches internes.

Inspection tout au long du cycle de vie de la batterie

De la recherche et développement à la production et au contrôle de la qualité, le scanneur convivial Neptune de Lumafield permet aux ingénieurs d'affiner leurs conceptions à partir de données complètes de haute qualité. En production, la tomodensitométrie sert d'outil d'assurance qualité critique, permettant aux fabricants de vérifier l'intégrité de chaque batterie avant qu'elle ne quitte l'usine. L'intervention par tomodensitométrie à chaque étape du cycle de vie de la batterie assure non seulement la production de batteries plus sécuritaires, mais contribue également à l'avancement de la technologie des batteries dans son ensemble.

La plateforme de tomodensitométrie de Lumafield offre des capacités avancées d'IA et d'automatisation entraînées sur de vastes ensembles de données pour identifier et classer une gamme de problèmes au sein des cellules de batterie. En automatisant la détection des défauts, Lumafield réduit considérablement le temps et l'expertise requis pour analyser les données de tomodensitométrie, rationalisant ainsi le processus d'inspection.

Le système Triton de Lumafield fournit une solution à haut débit pour les environnements d'inspection en ligne. Triton automatise non seulement le processus de numérisation, incluant le chargement et le déchargement des pièces, mais aussi l'analyse des données, offrant une assurance qualité en temps réel durant la production. La combinaison de l'IA et de l'automatisation dans la technologie de tomodensitométrie ouvre la voie à une inspection à 100 %, garantissant que chaque batterie respecte des normes strictes de sécurité et de performance avant de quitter la chaîne de production.

Conclusion

Alors que les batteries continuent d'évoluer et de s'améliorer, assurer leur sécurité et leur fiabilité demeurera une priorité absolue pour les leaders de l'industrie. Grâce à la tomodensitométrie industrielle, les fabricants de batteries sont outillés pour relever ce défi, ouvrant la voie à des batteries plus sécuritaires, plus efficaces et plus fiables.