Der Leak B-TRACER ist eine neue halbautomatische Station für die Dichtheitsprüfung von versiegelten Batteriezellen mit dem Verfahren des Elektrolyt-Tracings.
Die neue Generation von Batterien präsentiert sich mitwiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien, die derzeit auf dem Markt der E-Mobilität, insbesondere in Elektrofahrzeugen, eingesetzt werden.
Eine perfekte Versiegelung der Batterien ist zwingend erforderlich, um den Verlust von Elektrolyten zu verhindern. Diese enthalten häufig brennbare Lösungsmittel, die giftige Stoffe produzieren oder den störungsfreien Betrieb der Zelle beeinträchtigen können, wenn sie mit der Feuchtigkeit aus der Umgebung in Kontakt kommen.
Aus diesem Grund stellt die Dichtheitsprüfung einen grundlegenden Vorgang bei der Herstellung von Batteriezellen dar.
Bevor die Zelle mit Elektrolyt gefüllt und versiegelt wird, kann sie in einer Vakuumkammer mit Helium als Prüfgas getestet werden. Dabei wird Helium in die Batteriezelle gepumpt und ein an die Vakuumkammer angeschlossenes Massenspektrometer erkennt und quantifiziert die Leckage auf eventuell defekten Zellen.
Dieses Prüfverfahren kann jedoch nicht auf fertigen und versiegelten Zellen angewendet werden.
Das Verfahren des Elektrolyt-Tracings wurde von Marposs entwickelt, um die Zelle in der letzten Phase des Prozesses, nach dem Einfüllen des Elektrolyts und der vollständigen Versiegelung, vor oder nach der Formierung und Entgasung zu prüfen. Durch das Laden der Zellen in der Vakuumkammer ist es im Falle eines Lecks möglich, die Lösungsmittel zum Verdampfen zu bringen und zu extrahieren. Dadurch kann die Größe des Lecks mithilfe eines entsprechenden Spektrometers ermittelt werden.
Der Leak B-Tracer ist eine leicht umzurüstende, halbautomatische Station für die Dichtheitsprüfung verschiedener Arten von versiegelten Batteriezellen während unterschiedlicher Vorgänge des Montageprozesses.
Sowohl die Anzahl als auch die Art der zu prüfenden Zellen können leicht definiert und durch manuelles Umrüsten der beiden unteren Schalen an neue Anforderungen angepasst werden. Dadurch kann mit dem Leak B-TRACER jede Art von Zelle geprüft werden: Prismen-, Zylinder-, Knopf- oder Pouch-Zelle.
Zusätzlich kann das System problemlos mit jeder Art von Elektrolyt arbeiten und mit Hilfe des Scannverfahrens AMU (Atomic Mass Unit) den korrekten AMU-Wert ermitteln, ohne dass die Rezeptur des Lösungsmittels bekannt ist.
Der Leak B-Tracer ist außerdem mit der Marposs-Lösung des „Schnellreaktionssystems“ (Fast Response System) ausgestattet. Dabei handelt es sich um ein Massenspektrometer, verbunden mit dem Industriesystem Merlin Plus, und die „SOLT“-Software, beide von Marposs, zur Steuerung der Messzyklen und zum lokalen Speichern der Testdaten.
Auf dem lokalen Speicher des IPC können das Prüfdatum und die Prüfzeit, das Ergebnis (Gut oder Ausschuss), der aktuelle Prüfdruckwert, der Leckwert und die Prüfparameter (Prüfdruck und Ausschussgrenze) gespeichert werden.
Die Station kann ebenso für Dichtheitsprüfungen an Prototypen und Pilotanlagen, sowie fürOffline- und SPC-Prüfungen oder auch zurNachprüfung einer Ausschuss-Charge aus einer Kontrolle in einer Massenproduktion verwendet werden.
Die starke Kompetenz im Verfahren des Elektrolyt-Tracings zusammen mit der großen Erfahrung in der Automatisierung ermöglichen es Marposs, Lösungen anzubieten, mit denen diese Technologie in Fertigungslinien für Batteriezellen integriert und damit auch höchsten Anforderungen an die Zykluszeiten gerecht werden kann.