未来电池的测量技术种类与进步

未来电池的测量技术种类与进步

现代电池技术在众多应用领域发挥着核心作用，从电动汽车和储能系统到智能手机等移动设备。随着对可持续性和电气化的日益关注，电池的重要性不断增加。高精度生产过程对于满足这一需求以及保持电池质量、性能和成本效益处于最高水平至关重要。Micro-Epsilon 的先进传感器技术用于优化各个生产过程并最大程度地提高质量。

传感器专家Micro-Epsilon为电池生产中的众多应用提供高精度解决方案。这些解决方案包括从单个传感器到完整的传感器系统，从在线厚度测量和精确的机器监控到 3D 表面检查。这些传感器被世界各地的领先电池制造商和汽车集团使用，并以其高精度和可靠性给人留下深刻印象。该制造商为系列和 OEM 应用提供质量和解决方案专业知识。可以使用交钥匙解决方案计算、评估或分析传感器信号。

电池生产更加精准

Micro-Epsilon 的传感器和系统用于阳极和阴极、隔膜和活性材料的所有生产步骤的高度自动化工艺。它们在涂层、压延、组装甚至成型过程中进行高精度测量。Micro-Epsilon 特别为电极薄膜涂层生产线提供了多种解决方案。传感器系统用于湿式和干式涂层工艺。涂层铜膜可以像铝膜一样进行监控。工艺关键参数包括涂层厚度、薄膜厚度、卷材边缘位置和卷材展开，以及边缘涂层应用的监控。

电池膜厚度测量

电容式传感器等光学传感器已在电池薄膜在线厚度测量中证明了其价值。它们具有更大的测量点，这意味着可以通过传感器的面积积分来补偿不均匀的结构。此外，电容式传感器还可以在高达 200°C 的高温工艺温度下使用。得益于集成的温度补偿，它们可以提供亚微米范围内的稳定测量值。电容式传感器技术以前主要用于半导体行业的洁净室应用。经过进一步的创新开发和适应行业要求，它们现在为整个工艺链的距离和厚度测量任务树立了新标准。 

除了电容式传感器外，还使用共焦色差传感器、白光干涉仪和激光传感器。这些传感器通常用于监测和控制湿式涂层工艺，但也适用于干式工艺。

电极涂层双面厚度测量

双面厚度测量，optoNCDT 1900 LL的两个传感器系列传感器彼此相对排列，每个传感器测量到电池薄膜的距离。基于同步和精确的传感器对准，可以实现高测量精度和测量速率。厚度值可用于控制涂层应用和质量保证。其激光线光束设计使该传感器非常适合用于电池生产中的在线厚度测量。电极涂层是干燥的糊状物（所谓的浆料），其涂在铝膜（用于阴极）或铜膜（用于阳极）的两侧。随后的干燥和压延形成部分非常多孔的表面。小型激光线专为粗糙表面测量而设计，非常适合此应用，因为它可以补偿表面不规则性。以此方式获得的涂层膜厚度值可用于质量保证。由于其高精度和非常紧凑的尺寸，optoNCDT 1900 LL 非常适合这些测量任务。另一个优点是可以使用 2 级激光解决测量任务。

用于辊隙控制的电容式距离传感器

最先进的电感式传感器通常用于监控和控制压延机和涂层辊。随着最终客户和工厂制造商的要求不断提高，Micro-Epsilon 使用电容式传感器，通常采用扁平设计。这些传感器有多种设计，可以以微米级精度检测辊隙。这些紧凑型传感器可以集成到狭窄的安装空间中，以直接测量辊或辊悬架。可以通过集成在辊上进行直接间隙测量，例如使用厚度仅为 0.9 毫米的扁平传感器。传感器可以测量两侧，因此可以检测两个距离。另一种选择是通过使用极其紧凑的 4 x 3.5 毫米电容式传感器集成在轴上进行间接间隙测量。其坚固的设计和高温稳定性使传感器可以在高环境温度下使用。 

电池生产过程中可靠区分黑色调

锂离子电池的生产需要最高的精度。在这种超现代的制造工艺中，载体膜与阳极和阴极结合在一起形成能量电池。阳极由涂有深黑色石墨层的铜膜组成。阴极具有涂有深黑色锂金属氧化物涂层的铝膜。两种黑色几乎无法区分。然而，这对于确保电池的正常运行和可靠性至关重要。colorSENSOR CFO200色彩测量系统与创新的 CFS2-M11 圆形传感器相结合，可靠地解决了这一测量任务，并可以区分细微的色彩细微差别。测量实时进行，精度高，速度快。

用于电极和电池生产的 2D/3D 传感器和尺寸测量技术

Micro-Epsilon 的 3D 传感器用于装配监控和涂层薄膜的 3D 检查。3D 激光扫描仪用于连续皮带检查，而 3D 快照传感器用于极高精度的走走停停测量。Micro-Epsilon 的 3D 传感器可实现高分辨率的稳定测量，并可检测最小形状的缺陷，例如剥落和夹杂物。可靠检查板材行程的光学千分尺用于监控带材的边缘。

皮带边缘涂层应用的 3D 监控

电极必须以极高的精度进行涂层处理。因此，Micro-Epsilon 的激光扫描仪检查边缘的涂层轮廓。这就是检测涂层异常和起伏的方法。这些 3D 激光扫描仪具有高动态、绝对精度和紧凑尺寸的特点。凭借 scanCONTROL 3000和新的 scanCONTROL 3002 系列，Micro-Epsilon 提供了具有众多测量领域的综合产品组合。这些传感器基于最新的 GigE Vision 和 GenICam 标准，因此可以集成到各种图像处理环境中。功能强大的 3DInspect 软件可用于参数设置、评估和输出。

电极膜边缘控制

在电池生产过程中，电极和隔膜必须得到可靠引导。光学optoCONTROL 测微计可检测卷材边缘控制所需的边缘位置。操作多个测微计可同时检测卷材宽度。由于其测量速率高，optoCONTROL 测微计也适用于监控动态生产过程。

用于测量隔离膜和透明塑料条带厚度的在线系统

thickenGAUGE传感器系统用于在线测量带材厚度。它配备白光干涉仪，能够以亚微米精度检测塑料薄膜上 10 µm 的薄涂层。Micro-Epsilon 提供多种型号，具有不同的传感器类型、测量范围和测量宽度，可用于精确的厚度测量。根据测量任务的要求，这些系统使用两个光学或电磁距离传感器以微米精度测量电池材料、薄膜和涂层的带材厚度。 

电池薄膜高精度在线厚度测量系统

thickcontrol测量系统用于对涂层电池薄膜进行高精度在线厚度测量，具有长期稳定的测量效果。它由一个或两个坚固的测量框架组成，每个框架可根据客户要求配备最多四个厚度测量轨道。这允许在一个测量系统中配备多达八个厚度测量通道。传感器基于共焦色度测量方法，并通过多通道控制器进行评估和同步。单个测量轨道的专利线性化可实现亚微米级的测量精度。