In-line metrology solutions for electrode manufacturing

电极制造在线计量解决方案

电池技术直接助力整个社会按计划向清洁能源转型,其对于运输也尤其重要。道路运输车辆产生的尾气排放占温室气体排放的 10% 以上,因此转向零排放车辆(Zero Emission Vehicles,以下简称 ZEV)是努力实现净零排放的关键要素。全球已有850万辆 ZEV1 上路行驶,变革的步伐正在迅速加快。据估计,到2030年全球电池年需求量将超过 2,000 GWh,其中总需求的 85% 可归因于运输2。锂离子现已成为优选的电池化学物质,充分发挥其潜能是电池制造商的关注重点。

这些趋势推动了对更安全、功能更强大、充电更快、更可靠以及更持久的电池的空前需求。提高电池的电极和隔膜质量是实现这些目标的重要步骤。即使只有微小缺陷,不均匀的电极涂层也会损害电池的性能特征、可靠性和安全性,然而,要想获得优异的电池性能和使用寿命,一致的隔膜厚度同样重要。

Thermo Scientific 在线测量和控制解决方案有助于电池制造商经济高效地生产出更安全、性能更好的电池。凭借80多年的在线测量经验,我们提供了可精确测量电极涂层、隔膜和压延电极厚度及涂层重量的平台。借助这些系统,制造商能够建立稳健且响应迅速的工艺控制,并提供当今市场所需的可追溯性、可靠性和质量。所有系统都享有我们通过全球专家团队提供的良好支持、响应式服务和主动维护解决方案。

1 UKCOP26“零排放车辆转型委员会:2022年行动计划”可从此处获取。
2 Statista“2020年至2030年按应用分类的全球电池需求预测”可从此处获取。

应用

Electrode Coating

凭借出众的缺陷检测能力,快速、准确地监测电极涂层的均匀性

均匀、无缺陷的电极涂层在提供优质可靠的电池方面起着决定性作用。铝箔基材或铜箔基材上的不均匀涂层会影响电荷密度、充电时间和使用寿命等电池特性,并可直接导致安全问题。通过提早检测缺陷和不均匀性,制造商可以采取经济有效的补救措施,这也是更高效地制造更优质电池的关键。随着性能目标的提高,电池制造商希望能够可靠地检测越来越小的缺陷,这就更加凸显了对有效内嵌式测量的需求。

Thermo Scientific 电极涂层测重系统具有独特的源同位素几何结构和较高的测量信号,可提供:

  • 非常高的信噪比
  • 精确的涂层重量测量
  • 出色的边缘分辨率。

此款系统集先进的传感器、测量和报告功能于一体,为电池制造商提供了市场前列的性能,可在组装电池之前高效检测和修复缺陷及不均匀性。这意味着浪费更少,停机时间更短,产量更高,产品质量保持稳定以及现场故障风险更低。

Electrode calendering

精确、可重复地确认理想的电极压延厚度

压延工艺可确保涂层电极压缩的一致性,从而提供均匀的厚度和粒径。其还有助于控制涂层的孔隙率,从而改善电接触,提高粘合性以及其他重要参数。在这最后一步中,测量总电极厚度对于避免过度压缩和交付尺寸精度一致的电极至关重要。

Thermo Scientific 压延测厚系统采用最新的共焦技术:

  • 可实现精确测量
  • 具有优异的准确性和可重复性
  • 出色的尺寸分辨率。

这款出众的系统集先进的传感器、测量和报告功能于一体,为电池制造商提供了优化压延生产线、提高产量并保证优异的电池质量所需的性能。

Separator Film

可测量多层隔膜厚度,具有出色的分辨率

日益复杂的多层隔膜是高性能锂离子电池的关键部件。隔膜性能影响自放电率和安全性等特性,可提供内置热关断及防止热失控。从孔隙度到拉伸强度,各种特性均在控制之中,从而实现所需的性能。一致的厚度对于优化电池性能和使用寿命至关重要,也是制造过程中的关注重点。

Thermo Scientific 多层隔膜测厚系统:

  • 测量大部分隔膜
  • 具有优越的精度
  • 出色的分辨率。

其还适用于复杂的多层设计,例如包含陶瓷涂层的隔膜等。

此款系统集先进的传感器、测量和报告功能于一体,可保证隔膜生产的一致性,有助于制造商确保优异的电池质量,同时减少浪费并提高工艺效率。

产品

选择更适合您生产线和应用的扫描架、传感器及控制系统

LInspector Measurement and Control System for Electrode Coating Weight Measurement

适用于电极涂层测重的 LInspector 测量和控制系统

测量电极涂层重量时,可将 Thermo Scientific INTEGRA O 形架扫描架与以下设备搭配使用:

或仅用于阴极时:

INTEGRA O 形架扫描架是一款智能型高性能测量架,扫描宽度可达2.2米。此款扫描架集快速扫描、探头精确对准和最佳位置解析于一体,可优化过程中监测。

Beta Plus 克重传感器根据 β 粒子(快速移动电子)吸收测量值确定电极涂层重量,是大多数电极涂层系统的理想选择。

X-Ray Master 厚度和重量测量传感器根据 X 射线吸收测量值确定电极涂层重量和厚度,可适用于广泛的电极涂层材料。

将 Thermo Scientific 自动控制(APC 和 MD 控制)添加到您的 LInspector 测量和控制系统以增强功能。要完成其中任意一种解决方案,请添加 Thermo Scientific 仪器性能管理(Instrument Performance Management,以下简称 IPM)软件,以尽可能地延长解决方案的正常运行时间并提高其可靠性。


LInspector Measurement and Control System for Electrode Calendering Thickness Measurement

用于电极压延测厚的 LInspector 测量和控制系统

用于电极压延工艺时,可将 Thermo Scientific INTEGRA C 形架扫描架与双共聚焦激光器搭配使用。

INTEGRA C 形架扫描架集单一组件型、稳健和可自校准的铝制结构与较高的数据采集速率于一体,在锂离子电池压延监测中表现出优异的测量性能,其扫描宽度可达1.8米。

双共聚焦激光器根据散射光波长的测量值确定压延电极厚度,可提供可靠的结果,该结果不受表面条件、粗糙度、颜色、材质和材料本身的发射率影响。

将 Thermo Scientific 自动控制(APC 和 MD 控制)添加到您的 LInspector 测量和控制系统(激光)以增强功能。要完成其中任意一种解决方案,请添加 Thermo Scientific IPM 软件,以尽可能地延长解决方案的正常运行时间并提高其可靠性。


LInspector Measurement and Control System for Separator Film Thickness Measurement

用于隔膜测厚的 LInspector 测量和控制系统

用于测量隔膜厚度时,可将 Thermo Scientific INTEGRA O 形架扫描架与以下三种传感器之一配套使用:

INTEGRA O 形架扫描架是一款高性能智能测量架,集快速扫描、探头精确对准和最佳位置解析于一体,可优化过程中监测。其最大扫描宽度为2.2米。对于扫描宽度高达12米的应用场合,还有其他 O 形架扫描架可供选择。

Beta Plus 克重传感器根据 β 粒子(快速移动电子)吸收测量值确定隔膜重量。

PROSIS 厚度传感器采用整个 NIR 范围内的光谱响应测量多层隔膜的厚度,是大多数隔膜生产线的优先选择。

X-Ray Master 重量和厚度传感器根据 X 射线吸收测量值确定隔膜的重量和厚度,可适用于广泛的复杂多层薄膜材料。

将 Thermo Scientific 自动控制(APC 和 MD 控制)添加到您的 LInspector 测量和控制系统以增强功能。要完成其中任意一种解决方案,请添加 Thermo Scientific IPM 软件,以尽可能地延长解决方案的正常运行时间并提高其可靠性。

服务

尽可能地延长仪器的正常运行时间,使您始终专注于生产目标。我们的服务团队设计了基于纠正性和预防性维护的全面服务计划,不仅可以减少停机时间,还可以帮助您改进流程。

可根据您的具体需求,合作开发定制的产品支持协议(Product Support Agreement,以下简称 PSA),以确保您的系统能保持健康,并保持其状态和性能。PSA 可包括预防性维护和对 IPM 软件的访问权限。IPM 提供基于云的全天候远程监控,并提供故障排除和高级诊断的自动通知,从而快速实现性能恢复以减少生产停机时间。

通过服务协议、部件和升级、教育和培训以及与认证工程师通讯,可为您的业务提供全方位支持。

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