Medición de espesor de alta precisión en la producción de baterías

Medición de espesor de alta precisión en la producción de baterías – Micro-Epsilon

El desafío en la fabricación de baterías modernas es maximizar su densidad energética, reducir sus costos de fabricación y extender su vida útil. Para lograrlo, sensores deMicro-épsilon se utilizan durante todo el proceso de fabricación. No sólo realizan diversas tareas de medición para el control de la máquina y el control de calidad, sino también el control del espesor del material en tiras y de las películas recubiertas. Para estas tareas de medición se pueden utilizar sensores tanto electromagnéticos como ópticos.

Las pruebas en línea en la producción de baterías contribuyen significativamente a aumentar la eficiencia económica, conservar los recursos y garantizar la calidad. Para lograr esto, se utilizan sensores de alta precisión de Micro-Epsilon en cada etapa de la producción, desde la fabricación de electrodos hasta el ensamblaje y la conformación. La amplia y diversa cartera de productos de la empresa ofrece el método de medición adecuado con el sensor adecuado para cada tipo de recubrimiento y todos los objetos de medición. Una tarea de medición central es la medición precisa del espesor de la película de la batería y del recubrimiento de la película. Esto es posible utilizando sensores tanto electromagnéticos como ópticos.

Los sensores electromagnéticos de Micro-Epsilon ofrecen numerosas ventajas en la medición de espesores. Gracias a la compensación de temperatura integrada, proporcionan valores de medición estables en el rango submicrométrico y también se utilizan en procesos de secado. Los sensores capacitivos se utilizan a menudo para medir el espesor de materiales en tiras y revestimientos. Estos están montados uno frente al otro y miden por ambos lados sobre materiales eléctricamente conductores. Las señales de distancia lineal de ambos sensores se calculan en el controlador y se convierten a un valor de espesor. En comparación con los métodos ópticos, el punto de medición es más grande. Esto permite promediar estructuras e irregularidades. Además, los sensores capacitivos también se pueden utilizar a altas temperaturas y temperaturas fluctuantes, lo que a menudo plantea grandes desafíos para otros métodos de medición. El uso de los controladores multicanal capaNCDT permite procesar los valores de varios pares de sensores utilizando un solo controlador.

Los sensores capacitivos se utilizan a menudo para aplicaciones que requieren la máxima precisión y estabilidad con una resolución hasta el submicrómetro. Gracias a su tecnología innovadora, los sensores capacitivos de Micro-Epsilon proporcionan lecturas muy precisas incluso en entornos industriales hostiles. Proporcionan valores de medición hasta el rango submicrométrico incluso a altas temperaturas y también son adecuados para entornos industriales polvorientos. Los sensores capacitivos de Micro-Epsilon también proporcionan estabilidad a largo plazo, ya que no hay componentes integrados que puedan reducir la vida útil. Otro punto fuerte es la variedad combinada. Cada sensor capacitivo se puede operar con cualquier controlador Micro-Epsilon sin calibración, lo cual es particularmente ventajoso al reemplazar componentes.

Cuando se requieren resultados de medición de alta precisión, los métodos de medición óptica son indispensables. Los sensores cromáticos confocales y los interferómetros de alta precisión de Micro-Epsilon funcionan con tecnología de luz blanca. Ambos sistemas de medición se utilizan para medir distancias y espesores en áreas donde se requiere la mayor precisión y estabilidad de la señal.

Los sensores ópticos están montados frente al material y realizan mediciones precisas de películas recubiertas y no recubiertas. Operan a alta resolución y pueden usarse en procesos de recubrimiento tanto húmedos como secos. Gracias a los pequeños diámetros del punto de luz se pueden detectar de forma fiable incluso los detalles más pequeños de la superficie de la película. Además de los sensores cromáticos confocales, los interferómetros de luz blanca también son ideales para la medición de espesores de alta precisión.

Los sistemas de sensores de espesor GAUGE se utilizan para medir el espesor de los materiales en tiras en línea. Varios modelos con diferentes tipos de sensores, rangos de medición y anchos de medición permiten mediciones de espesor en línea de diferentes materiales y superficies. El sistema utiliza dos sensores de distancia ópticos o electromagnéticos para detectar el espesor de la tira. Los sensores están perfectamente alineados entre sí y calibrados. Además, la calibración del espesor en fábrica garantiza una alta precisión. Los sistemas sensores de espesor GAUGE se pueden mover mediante un eje lineal para medir el espesor en todo el ancho de la tira.

En ambientes con suciedad y altas temperaturas se utiliza el sistema espesorGAUGE O.EC. Utiliza el innovador combiSENSOR. Esto incluye un sensor de corrientes parásitas que mide sobre el rodillo guía y un sensor capacitivo para medir la distancia sobre la superficie del material. El valor exacto del espesor del recubrimiento del electrodo se obtiene a partir de la diferencia de señal.

En el proceso de recubrimiento, la película se recubre de forma continua o intermitente y en un ancho de hasta 1000 mm. Los factores importantes son el espesor de la película y del recubrimiento, la calidad de la superficie, la limpieza y la evitación de inclusiones de gas. Para controlar el espesor de la película húmeda de los materiales del ánodo y del cátodo, se requiere una precisión de <±1 μm para un espesor de objeto de 150 a 500 μm.

Para esta tarea de medición se recomienda utilizar el ThickGAUGE, un sistema de medición en línea que consta de una unidad lineal con accionamiento electromecánico, dos sensores de distancia cromáticos confocales, una unidad de calibración automática y un IPC multitáctil. Los sensores confocales miden la superficie del material desde dos lados mediante el método diferencial. Basándose en la calibración automática con un objetivo de referencia, la distancia entre los dos sensores se determina a intervalos regulares. En el modo de medición, ambos sensores detectan la distancia a la superficie del material. El espesor del material se calcula a partir de la distancia conocida entre ambos sensores y los valores de distancia. Gracias a la alta resolución de los sensores confocales detectan de forma fiable incluso las más mínimas desviaciones.

La alta precisión de ±0,25 µm y la velocidad de medición de hasta 5 kHz permiten una medición de espesor totalmente automatizada. El uso del eje lineal para mover el medidor de espesor sobre la tira permite determinar el perfil transversal completo.

Autor:MICRO-EPSILON MESSTECHNIK GmbH & Co. KGMichael Kuran, experto en bateríasKoenigbacher Str. 15, 94496 Ortenburg/AlemaniaTeléfono: +49 8542 168 0, Fax: +49 8542 168 90www.micro-epsilon.com

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