Nikon combineert AI met X-ray CT scanning voor controle accucellen

Nikon zet Kunstmatige Intelligentie in voor het in-line controleren van verschillen tussen anodes en kathodes van lithium-ion accu’s. De LiB.Overhang Analysis software kan volgens Nikon in combinatie met 3D X-ray CT-scanning wellicht ook toegepast gaan worden voor andere precisiemetingen in de productie waar men de productkwaliteit wil verbeteren.

Bij een lithium-ion accucel (LiB) is de anode net iets groter dan de kathode. Hiermee worden lithiumplating en mogelijke dendrietvorming voorkomen. Hiervoor worden, er passieve gebieden op de anode aangebracht, de zogenaamde overhanggebieden waar geen overeenkomstige gebieden van de kathode tegenover staan. Hun afmetingen moeten steeds binnen nauwe grenzen blijven, anders kunnen de prestaties van de batterij verminderen en in extreme gevallen kan de batterij spontaan ontbranden. Het is daarom van cruciaal belang de anodeoverhang te analyseren.

Software ontwikkelt voor kwaliteitscontrole productie Li-ion accu’s

Snelle in-line controles

Nikon heeft een oplossing ontwikkeld om dit in-line te doen, met korte cyclustijden om de productie op peil te houden. De huidige 2D radiografische inspectie levert onvoldoende betrouwbare resultaten op, omdat het zeer moeilijk is individuele lagen te onderscheiden, met name als de platen niet geheel vlak zijn. Nikon gebruikt daarom de 3D X-ray CT scan, die de batterij snel, nauwkeurig en consistent scant. Anodeoverstekken worden automatisch berekend door Nikon’s nieuwe software voor elke laag in de anode/kathodestapel, waarbij geen eenvoudig goedkeurings- of afkeuringsresultaat wordt gegenereerd, maar numerieke metingen van kritieke kenmerken, zodat klanten de statistieken kunnen gebruiken die het meest relevant zijn voor hun behoeften. Met beide methoden kunnen assemblageproblemen vroegtijdig worden opgespoord en gekwantificeerd, zodat de gegevens kunnen worden gebruikt om het productieproces te optimaliseren, de verwerkingscapaciteit te verhogen en de uitval te verminderen.

Nikon technologie

Cruciaal in de nieuwe meetmethode zijn de krachtige microfocus röntgenbronnen van Nikon. Een andere is de keuze voor de unieke Rotating.Target 2.0, die ronddraait om de warmte die wordt gegenereerd door de kleine elektronenspot die op het wolfraamoppervlak valt, snel af te voeren, waardoor opnieuw een hoger vermogen mogelijk is dan anders. Nikon’s Half.Turn CT kan ook worden ingezet, waarbij het te onderzoeken monster niet 360 graden hoeft te draaien tijdens de röntgencyclus, maar slechts iets meer dan 180 graden hoeft te draaien om voldoende gegevens te verkrijgen voor een beeld van gelijkwaardige kwaliteit, waardoor de inspectie-efficiëntie wordt verdubbeld.

FOTO: de nieuwe software automatiseert de inspectie van lithium accucellen.