Оценката на качеството е важен процес в автомобилостроенето. Контролът на качеството дава сигурност, че клиентите получават продукт, който задоволява техните нужди и не дава дефекти. Ако гаранцията за качеството не е подкрепена от подходящи мерки за контрол на качеството или мерките са недостатъчни и грешни, това поставя потребителите в потенциален риск.
Производителите са под постоянен натиск да удовлетворяват пазарните изисквания за сигурност, експлоатационна стабилност, стандарти за опазване на околната среда и издържливост, като същевременно подобряват производителността и конкурентоспособността в глобалния пазар.
Ние в Struers подкрепяме производителите в стремежа им да отговорят на тези изисквания на глобалния пазар.
Обхватът на нашите технологии и експертиза помага на производителите да подготвят, анализират и осигуряват най-високо качество на сурови и обработени твърди материали в производствения процес.
В тази статия ние описваме процедурата на изследване на характеристиките на микроструктурните елементи в големи области на литиево-йонни батерии. Тези характеристики оказват влияние върху живота на батериите и тяхното експлоатационно поведение. Резултатите от това изследване могат да бъдат използвани за оптимизиране на параметрите на производствения процес и определяне на допустимите толеранси.
В тази статия ние описваме процедурата на изследване на характеристиките на микроструктурните елементи в големи области на литиево-йонни батерии. Тези характеристики оказват влияние върху живота на батериите и тяхното експлоатационно поведение. Резултатите от това изследване могат да бъдат използвани за оптимизиране на параметрите на производствения процес и определяне на допустимите толеранси.
Birgitte Nielsen
BSc, Application Specialist, Struers
Обхват на изследването
Фиг.1: Краен резултат от изследването на микроструктрните елементи в Li-батерия.
Животът на литиево-йонната батерия зависи от микроструктурни елементи като отклонения в едрината на зърната и дебелината на слоя. Микроструктурните елементи на една батерия трябва да бъдат оценявани систематично с цел производителите да могат да определят производствените толеранси и да оптимизират параметрите на производствения процес.
В това изследване е проучено и анализирано качеството на литиево-йонни батерии с голям размер (2x14cm).
Батериите имат следните характеристики:
• Анод – Al / Li-сплав
• Катод – Cu / Графит
• Сепаратор – керамика/ PA (полиамид)
Възпроизводим процес за микроструктурно изследване на големи области в литиево-йонни батерии
Създаден е възпроизводим процес за оценка на микроструктурните елементи с приложение при определяне на характеристиките на електродите в литиево-йонни батерии. С използването на високо автоматизирани оборудване и процеси имахме възможност да изследваме големи, дълги, многослойни и чувствителни към вода образци от батерии.
Фиг. 2: Закрепване.
С помощта на Struers Discotom-100 с режещ диск 10S30 и крайна скорост на подаване of 1.0 mm/s, дъното на литиево-йонната батерия е отрязано с минимален риск от разцепване. В този процес са важни закрепващото устройство (Cat. No. 05046904) и скоростта на подаване.
Скоростта на подаване е ниска в началото (0.1-0.2 mm/s) и се увеличава постепенно до крайната стойност при приемливи скорости на деформация.
Наред с използваните Struers CitoVac и консумативите смола CaldoFix-2 и втвърдител EpoDye, използвахме вакуум за отстраняване на въздуха от образеца. След това импрегнирахме и повторно импрегнирахме образеца, за да задържим микроструктурите на място преди и през време на шлифоването и полирането.
CaldoFix-2 беше загрята в пещ до 75 °C в продължение на 10-15 мин преди употреба – това прави смолата много тънколивка.
Фиг 3: Образци от батерия са фиксирани към държача с помощта на двойно залепваща лента и импрегнирани и реимпрегнирани през време на подготвителния процес. Въздухът от микроструктурите се отстранява чрез вакуум.
Беше извършено шлифоване и полиране в осем стъпки като се използва Struers AbraPol-30 с диск с диаметър 350 mm / 14”. Това е идеално за големи дълги образци, които в този случай са закрепени към държач (02606927 – MAXON) с помощта на двойно залепваща лента.
В последната степен на полиране – стъпка 8 – прах AP-D 0.05 μm беше ръчно смесен с DP-Yellow лубрикант.
Той беше използван като лубрикант с AbraPol-30 във финалния етап на процеса с оглед да се минимизира реакция с вода и да се постигне гладкост в крайното полиране.
Фиг. 4: Настройки за 8-степенното шлифоване & полиране. Използвана е смес от лубриканти. Използван е алкохол за почистване при стъпки от 5-8.
Резултати и заключение
Фиг 5: Микроструктура на литиево-йонна батерия
Като използвахме три вида методи през време на процеса, ние успяхме да определим микроструктурните елементи и характеристики на образци от литиево-йонна батерия, които са големи, дълги, многослойни и чувствителни към вода.
През време на процеса на рязане фокусът беше върху закрепването и скоростта на подаване. Вакуумното заливане в специален държач осигури максимална фиксация на образците през време на шлифоването и полирането. През време на шлифоването и полирането вниманието беше насочено към гладкостта на образеца и лубрикация и почистване без вода.
Този процес може да бъде възпроизвеждан за оптимизиране на параметрите на производствения процес и установяване на толерансите при производството на висококачествени литиево-йонни батерии за автомобилната индустрия.
Контакти за повече информация
Интересувате се за контрола на качеството в автомобилната инустрия?
Можете да се свържете с нас за повече информация специално за тази статия или относно други теми от областта на качествения контрол, които Ви интересуват.
Разгледайте и тук за повече информация относно Struers и контрол на качеството в автомобилната индустрия.
