Batterietechnologie
Batterie-Ingenieure: Entwicklung, Testing und Beratung
Batteriezellenentwicklung für die Elektromobilität. Realitätsnahe Testaufbauten für mechanische Versuche an Batteriezellkomponenten. Beratung bei der Industrialisierung, Produktions- und Anlagenplanung Ihrer Fabrik.
Batterie Technologie
Automotive-Kompetenz: Planung bis Produktion
Mit Spezialisten in den Bereichen Produktentwicklung, Maschinenbau und Produktion bietet Codronic ein ganzheitliches Entwicklungs- und Beratungsangebot für die Automobil Branche.
Wir entwickeln Komponenten und Baugruppen, die kompromisslos Anforderungen an Langlebigkeit, Sicherheit, Leistung, Effizienz und Wirtschaftlichkeit erfüllen.
Pressmetrics: Testsystem für Batteriezellgehäuse
Batteriezellentwicklung
Kontaktierung
Die Anbindung der Aktivmaterialien ist die Brücke für die elektrische Energie in und aus der Zelle. Die Dimensionierung ist mit entscheidend für die Leistungsfähigkeit. Hergestellt wird dies meist mit Schweißverfahren wie Ultraschall oder Laser.
Korrosionsschutz
Einige Bestandteile der Batteriezelle sind korrosiv. Zusammen mit Umwelteinflüssen von außen muss das Zellgehäuse beständig und sicher sein. Die Minimierung von Luft- und Kriechstrecken muss ebenso beachtet werden.
Optimierung der Geometrie
Mit modernen Methoden wie einer statisch-mechanischen FEM-Analyse können neue Designs schnell bewertet werden. Mit einer Topologie-Optimierung kann Material und damit Gewicht und Kosten gespart werden.
Technische Sauberkeit
Partikel, besonders solche, die elektrisch leitfähig sind, gefährden die Funktion und Sicherheit der Zelle. Die Feuchtigkeitsaufnahme der Materialien ist mit Trockenräumen oder in Glove-Boxen zu verhindern.
Havarie Systeme
Im Falle eines Kurzschlusses oder bei einer mechanischen Beschädigung kann es zu Feuer kommen. Maßnahmen zur Vermeidung von thermal propagation und zur kontrollierten Ableitung der thermischen Energie im Vent-Kanal sind essenziell.
Batteriezellen Testsysteme
Komponenten Prüfungen
Helium-Lecktest-Vorrichtungen dienen zur Ermittlung der Leckageraten von Baugruppen und Komponenten. Zusammen mit unseren Vorrichtungen für Schweißversuche und Belastungsprüfungen können Sie frühzeitig die Zuverlässigkeit und Eignung von Komponenten und Prozessen ermitteln.
Zell-Prüfungen
Für elektrische Prüfungen an den fertigen Zellen wie Elektro-Impedanz-Spektroskopie sind Kontaktierungen mit geringen Widerständen notwendig, um valide Ergebnisse zu erhalten. Zuverlässige Prüfungen von geometrischen Merkmalen können teilautomatisiert und berührungslos erfolgen, um Störgrößen zu minimieren.
Prüf- und Dummy-Zellen
Mehrfach verwendbare T-Stück-Zellen mit Referenz-Elektrode aus Gold erzeugen in kurzer Zeit skalierbares Wissen über die Zellchemie. Der Aufbau vereint eine Anoden-Halbzelle, eine Kathoden-Halbzelle und eine Monozelle. Diese Eigenschaft macht die T-Stück-Zelle besser als die Knopfzelle. Versuchsträger mit integrierter Kontaktierung und Temperaturmessung sind für prismatische, Pouch- und Rundzellen verfügbar. Langzeitstabile Kontaktierungen mit minimalen Übergangswiderständen sind essenziell für aussagekräftige Ergebnisse.
Testlabor-Planung
Um Versuchsträger und Prüflinge wie unsere T-Stück-Zellen zu kontaktieren, bieten wir Systeme an, die einen schnellen und ergonomischen Wechsel der Prüflinge ermöglichen. Damit steigern wir die Versuchskapazität Ihres Labors. Weiter können wir Sie bei der Einrichtung und Auswahl der notwendigen Potentiostate, Zyklisierer, Messgeräte oder Klimakammern beraten.
Produktionstechnik für Batteriezellen
Produktionsplanung und Steuerung
Vernetzung von Maschinen und Automatisierung von Prozessen wie die Bestückung von Vakuum-Trocknungsöfen mit autonom arbeitenden Förderfahrzeugen. Produktionsdatenerfassung über OPC-UA, Auswertung und Produktionssteuerung der einzelnen Maschinen durch übergeordnete Strukturen. Vorhersagbare Wartungsintervalle und Optimierung der Wartungsvorgänge steigern Anlagenverfügbarkeit und die Effizienz.
Besonderheiten der Batterieproduktion
Partikel und Feuchtigkeit sind bei der Planung der Fertigung zu beachten. Reinraum-Bedingungen nach ISO 14644-1 und ISO 7 sowie Trockenraum-Bedingungen mit Luftfeuchtigkeit kleiner 0,05% werden durch HEPA-Filteranlagen und Lufttrockner hergestellt. Alle Maschinen müssen reinraumgeeignet sein. Partikelerzeugende Prozesse wie das Slitting müssen genau betrachtet werden, um eine Ausbreitung der Partikel zu verhindern. Mit laminaren Luftströmungen können Partikel kontrolliert abgeführt und Anhäufungen vermieden werden.
Füllen, Formieren und Auslagern
Das Füllen mit Elektrolyt bringt Spannung in die Zelle. Ab diesem Zeitpunkt kann elektrische Energie gespeichert werden. Durch das Formieren werden die Grenzschichten auf den Elektroden hergestellt. Beim Auslagern der Zelle festigen sich die chemischen Strukturen in den Aktivmaterialien. Havarie-Prävention ist bei diesem Prozessschritt für eine zuverlässige Produktion wichtig.
Nachverfolgbarkeit, Inline- und EOL-Prüfungen
Traceability bis auf Elektrodenebene bedarf spezieller Markierungssysteme. Besondere Merkmale für Sicherheit und Funktion sollten an jeder Stelle der Wertschöpfungskette geprüft werden, um frühzeitig reagieren zu können. Durch Inline-Prüfungen und Überwachungen mit Vision-Systemen, X-Ray, CT-Scan und Wirbelstrom werden fehlerhafte Komponenten frühzeitig erkannt. Eine End-Of-Line Prüfung stellt die Erfüllung aller Anforderungen fest.
