Les batteries Li-Ion comptent parmi les dispositifs de stockage d'énergie les plus puissants communément utilisés dans les appareils électroniques portables, sources d'énergie fixes et véhicules électriques. Les fabricants et fournisseurs mettent tout en œuvre pour augmenter la capacité de charge et prolonger la durée de vie de ces batteries tout en se conformant à l'ensemble des normes de qualité et sécurité en vigueur.
Notre large éventail de systèmes haut de gamme de contrôle radiographique et de tomographie contribue au contrôle qualité et à l'analyse des défaillances à toutes les étapes du cycle de vie d'une batterie. De la R&D à l'analyse post-mortem des batteries Li-Ion défectueuses, nos systèmes permettent d'analyser la cause des défaillances. Les contrôles par tomographie assistée par ordinateur assurent également un contrôle de production at-line et in-line de manière sécurisée, pour une inspection fiable de toutes les pièces clés.
Nous apportons des solutions END rapides, précises et rentables à votre usine.
Les utilisateurs finaux réclament des batteries qui peuvent répondre à leurs exigences sur une durée de vie plus longue
20 à 30 % des batteries qui sortent des lignes de production sont mises au rebut en raison de défauts de fabrication et une adaptation aux nouvelles technologies de fabrication est nécessaire.
Augmentez en toute sécurité l'efficacité et la capacité énergétiques, sans impact sur le poids.
Développement efficace de la production de masse dans un contexte de restriction de l'approvisionnement en matières premières et d'augmentation de la demande.
Avantages du contrôle des batteries par tomographie assistée par ordinateur
Détectez facilement les anomalies dans les composants des batteries, les cellules de batterie et les modules ESS et EV. Contrôlez les sources connues de défauts, et obtenez des informations sur de nouvelles sources potentielles.
Contrôlez différents types/tailles de batteries et de défauts sur la même ligne. Réduisez le temps et le personnel nécessaires au déplacement des grosses batteries pour les contrôles.
Identifiez de nouveaux modes de défaillance et mettez en œuvre des améliorations des processus critiques. Respectez et dépassez les prescriptions règlementaires de conformité. Développez la confiance dans l'intégrité du produit (en évitant des rappels coûteux).
Entraînez vos algorithmes d'ADR basés sur l'intelligence artificielle pour bénéficier d'une détection optimale des défauts
Nous collaborons avec certains des partenaires les plus influents du secteur des batteries, au service de la sérénité.
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Des technologies adaptées aux défis de votre secteur
La détection des anomalies dans les composants des batteries, les cellules de batterie et les modules ESS et EV est à présent plus facile que jamais. Avec la reconnaissance automatisée des défauts des batteries Lithium-ion, les fabricants et les utilisateurs peuvent contrôler les sources connues de défauts des batteries et obtenir des informations sur de nouvelles sources potentielles, ou sur des pistes d'amélioration du produit.
Cela concerne aussi bien le contrôle classique du surplus d'anodes/cathodes pour les cellules pouch et prismatiques que les nouveaux contrôles ponctuels relatifs à des éléments tels que corps étrangers, bulles de gaz, défauts de soudure et craquelures des électrodes, et remplissage en électrolyte. Et avec la prévalence de modules ESS et EV toujours plus grands, il devient de plus en plus important de contrôler les modules entiers par rapport au remplissage en résine, aux connexions, à l'alignement des cellules ou à la précision dimensionnelle.
La qualité des batteries est directement liée à la productivité, à la gestion des coûts et à la limitation du risque. Lors de la fabrication des batteries, le contrôle de la qualité du montage à différentes étapes, l'analyse du surplus d'anodes ou l'identification de modes de défaillance potentiels avant l'utilisation finale sont essentiels pour atténuer les plus gros risques, mais aussi pour réduire significativement les taux de mise au rebut et les coûts de fabrication associés.
Les entreprises industrielles s'efforcent de trouver des moyens de développer l'automatisation des contrôles pour pouvoir gérer un large éventail de nouvelles technologies et de nouveaux processus. Pour gagner du temps et améliorer la qualité des objets contrôlés, l'une des clés de l'automatisation réside dans la détection automatique des défauts lors des contrôles. Waygate Technologies associe sa large expertise en systèmes de contrôle par radiographie et tomographie assistée par ordinateur à un logiciel dernier cri d'apprentissage automatique par intelligence artificielle (IA), afin de détecter les défauts de manière automatique et fiable pour divers composants du secteur industriel, des pièces moulées aux composants électroniques en passant par les batteries.
Heureusement, les nouvelles avancées qui mettent à profit la technologie de tomographie 3D industrielle pour le contrôle qualité des batteries redéfinissent ce qui est possible. Utilisée in-line ou at-line dans la fabrication des batteries, la technologie de radiographie et tomographie assistée par ordinateur offre des contrôles qualité complets à toutes les étapes de la fabrication, tout en permettant d'évaluer plusieurs cas de défaillances simultanément. Nos systèmes de tomographie assistée par ordinateur procurent également la haute résolution nécessaire pour les batteries à des vitesses de contrôle élevées.
Où et comment la tomographie assistée par ordinateur peut-elle apporter une valeur ajoutée ?
Il est possible d'identifier et d'analyser les écarts de taille et de positionnement
Évaluez les anomalies de l'anode pour optimiser la qualité et améliorer vos processus de production
Détectez et évaluez les zones de délaminage dans votre cellule
Identifiez les corps étrangers et leur position exacte dans la batterie
Évaluez les défauts structurels d'électrode qui affectent les performances de la cellule
Détectez les fissures sur la pièce polaire, les porosités dans la partie moulée ou les résidus d'électrolyte
Détectez les déconnexions, les pliures et les zones d'usure pour prévenir les surchauffes
Des algorithmes basés sur un apprentissage automatique exclusif offrent une reconnaissance automatique des défauts (ADR) exceptionnelle pour diverses défaillances, p. ex. l'analyse du surplus d'anodes dans les batteries ou les défauts typiques des pièces moulées.
Le logiciel Datos|x est utilisé pour acquérir et reconstruire des volumes de données tomographiques à partir de systèmes 3D. X|approver est un logiciel de reconnaissance automatique des défauts (ADR) sur site par apprentissage automatique, doté d'algorithmes spécifiques capables d'apprentissage, pour évaluer la qualité des batteries et d'autres composants. Le logiciel de Waygate Technologies comprend la gestion complète et intuitive des workflows ainsi qu'une bibliothèque d'ADR exhaustive qui fonctionne en arrière-plan de votre production et assure une prise de décision automatique. Des fonctions de reporting permettent de déceler en un coup d'œil les éventuelles tendances négatives en production. Les opérateurs autorisés peuvent paramétrer les échantillons scannés (p. ex., pour une détection hautement précise des problèmes de surplus) et les algorithmes gagnent en précision au fil du temps. Très cohérents, les résultats d'analyse des défauts peuvent réduire la charge de travail des opérateurs hautement qualifiés, et donc aider les sociétés à moins dépendre de ces opérateurs. Le logiciel de Waygate Technologies peut aussi être déployé sur le cloud pour réaliser des ADR supplémentaires sur des batteries et dans d'autres domaines.
La structure des batteries est complexe, et il n'existe pas de norme commune à tous les fournisseurs. Une fois la batterie terminée, elle est scellée et devient semblable à une boîte noire. L'intégrité réelle de la structure interne est inconnue. Pour éviter la mise au rebut, il est nécessaire de regarder à l'intérieur de manière non destructive. Pour cela, la meilleure méthode est le contrôle par tomographie. Notre ligne de produits Phoenix constitue une assurance pour les fabricants et fournisseurs d'origine, et contribue à réduire les coûts liés à la mise au rebut et aux rappels.
Avec la technologie de tomographie 3D, il est possible de regarder à l'intérieur de la batterie après l'assemblage, d'effectuer des contrôles plus détaillés, et d'évaluer l'ensemble de la cellule avec plus de précision. Tout cela fait de la tomographie assistée par ordinateur la meilleure solution pour déterminer la cause lorsque les batteries présentent des défaillances ou de mauvais résultats aux tests. Cela permet de limiter les échecs aux tests, et donc les mises au rebut, les coûts et l'impact environnemental. Le principal objectif de nos clients est cependant d'optimiser leur rentabilité. Toutes les cellules qui présentent de mauvais résultats aux tests font baisser l'efficacité et augmenter les coûts. La tomographie assistée par ordinateur est un outil universel pour le contrôle des cellules.
Par exemple, les batteries utilisées pour les véhicules électriques ou le stockage d'énergie sont constituées de modules, chaque module se composant lui-même de nombreuses cellules. Lors du contrôle des batteries au niveau des cellules, les techniciens examinent l'aspect mécanique pour voir s'il y a des inclusions et vérifient l'homogénéité des électrodes, les connexions internes (soudures), et la disposition des électrodes dans les cellules. Le contrôle de la géométrie des électrodes implique le contrôle de l'espace entre les électrodes, de leur taille et de leur orientation les unes par rapport aux autres, de leur distance par rapport aux parois, et de leurs angles. Avec les systèmes de radiographie 2D, cela peut également être possible. Les inspecteurs n'auront toutefois pas une vision d'ensemble, car seulement un ou deux types de défauts sont généralement visibles parmi tous les éléments superposés dans une image radiographique. La tomographie industrielle assistée par ordinateur (CT) fournit une image complète des pièces essentielles des cellules et de leur disposition dans le boîtier. Les inspecteurs peuvent ainsi trouver tous les types de défauts qui causent des déviations dans l'absorption des rayons X.
Les instituts de recherche sur les batteries, les fabricants d'équipements d'origine et les fournisseurs des secteurs de l'automobile et de l'électronique utilisent la tomographie pour l'assurance qualité lors du développement, de la production et de l'analyse des défaillances. Lorsqu'une batterie présente une défaillance dans un véhicule ou un appareil électronique et qu'elle est renvoyée, un test par tomographie est effectué. La batterie peut être endommagée si elle est ouverte. Un contrôle non destructif est donc nécessaire en premier lieu. Un contrôle par tomographie peut servir à prouver qu'un défaut était présent avant que la batterie ne soit ouverte. Si les techniciens doivent ouvrir un module, la tomographie leur montre avec une précision micrométrique où se trouve le défaut et où ils peuvent placer leurs outils en toute sécurité pour un contrôle destructif détaillé.
Pour encore plus de précision, Waygate Technologies s'est associé avec Thermo Fisher. Alors que la tomographie permet une localisation 3D précise (de l'ordre de quelques microns) des anomalies à l'intérieur des batteries et d'autres composants, Thermo Fisher permet d'exposer ces anomalies à l'aide de lasers pour pratiquer des coupes avec une précision micrométrique dans l'objet étudié, les polir au plasma et les analyser au niveau atomique grâce à la microscopie électronique. Grâce à cette synergie entre la détection 3D non destructive des défauts ainsi que la localisation et l'exposition destructive des défauts au laser à l'emplacement déterminé par tomographie, suivie d'une analyse du défaut par microscopie électronique à balayage, un workflow multi-échelles devient pour la première fois possible, de l'échelle macroscopique à celle de l'atome.
Le taux de mise au rebut des batteries de véhicules électriques (VE) est toujours très élevé. Les principaux fabricants de batteries peuvent produire près d'un million de cellules par an dans une seule usine. Si le taux de mise au rebut atteint un pourcentage à deux chiffres, cela représente une quantité astronomique de cellules de batteries gaspillées qui ne respectent pas les normes de qualité. Une perte de rentabilité considérable – sans parler de l'impact sur l'environnement.
D'autre part, la fabrication de ces batteries est difficile, surtout si les fabricants veulent tirer un maximum de rendement des matériaux qu'ils utilisent. La société Waygate Technologies est souvent consultée pour mesurer l'efficacité de l'empilement des électrodes. Il s'agit d'électrodes fines alternées qui doivent être positionnées très précisément pour maximiser le fonctionnement et les performances. La capacité décroît pour chaque électrode mal placée, ce qui entraîne par exemple une diminution de l'autonomie d'une voiture.
La demande de batteries dans le secteur de l'électronique augmente rapidement, ce qui a conduit à la nécessité de délais de développement extrêmement courts et de cycles de production plus rapides, sans compromettre les exigences en termes de sécurité et de qualité des produits. Les appareils défectueux représentent des risques non seulement en termes de fiabilité, mais aussi en termes de réputation. Les batteries lithium-Ion comptent parmi les dispositifs de stockage d'énergie les plus puissants communément utilisés dans les appareils électroniques portables, les sources d'énergie fixes et les véhicules électriques. Les fabricants et fournisseurs mettent tout en œuvre pour augmenter la capacité de charge et prolonger la durée de vie de ces batteries tout en se conformant à l'ensemble des normes de qualité et sécurité en vigueur. En détectant les défaillances de manière précoce et non destructive, la tomographie industrielle assistée par ordinateur permet aux fabricants d'éviter des coûts en aval en suivant instantanément leurs résultats de production, en obtenant des données statistiques sur la qualité et en veillant à ce que tous les paramètres de production soient toujours optimaux. Les solutions de contrôle par radiographie et tomographie de pointe de Waygate Technologies permettent de tester des prototypes et des batteries de manière sûre et non destructive, et offrent des champs d'applications avancés de test et de mesure pour le contrôle qualité et l'analyse à tous les stades du cycle de vie d'une batterie, du laboratoire de recherche à la production en série.
La tomographie assistée par ordinateur permet de contrôler différents types et différentes tailles de batteries et de défauts, sur la même ligne ou sur des lignes différentes. De plus, elle permet de réduire le temps et le personnel nécessaires au déplacement des grosses batteries pour les contrôles.
Les cellules de batteries sont extrêmement diverses. On peut dire que le secteur des véhicules électriques, par exemple, est dans un processus d'apprentissage constant. Dans ce secteur de production de masse émergent, les données sur la localisation des problèmes continuent d'être collectées, c'est pourquoi il n'y a pas encore de statistiques sur les contrôles de processus. Ceux-ci doivent fréquemment être redéfinis. Chaque fois que quelque chose est modifié, la courbe d'apprentissage repart de zéro. Dans le secteur de l'électronique, le niveau de maturité des batteries est plus élevé, mais d'un autre côté, des volumes de production de masse beaucoup plus importants doivent être gérés.
Waygate Technologies propose le logiciel ADR dans le cadre de la plateforme logicielle de gestion des données complète et agnostique InspectionWorks, et en association avec des équipes de service expert. Une fois que le logiciel ADR X|approver est installé et lancé sur le site du client par les experts de Waygate Technologies, il est capable d'intégrer automatiquement des enseignements de lui-même sur les tâches de contrôle que ce client effectue généralement, et sur les défauts qui sont rencontrés lors de ces tâches. En intégrant les informations liées aux types de défauts spécifiques, le logiciel ADR devient de plus en plus précis, et permet de réduire le nombre de faux négatifs et d'augmenter l'efficacité des contrôles.
Notre ligne de produits Phoenix assure une fiabilité aussi bien pour les OEM que pour les fournisseurs des secteurs de l'automobile et de l'électronique.
On peut toujours trouver de nouveaux défauts dans les lignes de production de batteries. Nos systèmes de tomographie permettent d'analyser l'ensemble de la batterie. Les autres équipements de test se focalisent sur un mode de défaillance unique. Ils effectuent un test pour un défaut donné, et lorsque ce défaut a été éliminé, l'échantillon peut encore échouer au test en raison d'un autre défaut. Ce n'est pas le cas avec la tomographie. 90 pour cent du temps, nos systèmes de tomographie peuvent détecter tous les défauts grâce à leur grande polyvalence, et les experts de Waygate Technologies peuvent vous aider à réagir rapidement pour la détection d'éventuels nouveaux modes de défaillance. La principale solution de tomographie utilisée actuellement par les fabricants de batteries est la ligne Phoenix V|tome|x, disponible en différentes versions selon les exigences spécifiques du client. Les équipes expérimentées d'assistance de Waygate Technologies sont prêtes à aider les clients à tout moment pour la planification, la configuration, le réglage et la maintenance.
En matière de contrôle de masse complètement automatisé, notre nouvelle solution Speed|scan HD commence à être intégrée aux usines de certains des plus grands fabricants mondiaux de batteries.
Waygate Technologies a plus d'une décennie d'expérience dans le contrôle non destructif des batteries et la détection des défauts. Les fabricants qui ont déjà une expérience dans la fabrication de batteries pour téléphones portables ont commencé à fabriquer des batteries plus grosses pour les véhicules électriques. Même si les batteries VE constituent un domaine complètement différent, Waygate Technologies bénéficie d'une expérience du contrôle des batteries et du secteur automobile qui peut être mise à profit rapidement. Les connaissances combinées des différentes équipes de tomographie permettent à Waygate Technologies de configurer les machines correctement et d'effectuer les dépannages rapidement. Nos systèmes sont extrêmement polyvalents et faciles à utiliser. Nos équipes d'assistance sont prêtes à intervenir à tout moment auprès de nos clients, et elles aideront les fabricants à trouver la meilleure solution en réponse à leurs défis spécifiques.
Non, de nombreux clients commencent avec les services de contrôle dans l'un des centres de solutions client de Waygate Technologies. Guidés par des ingénieurs expérimentés, ils découvrent quelles sont les solutions de tomographie les plus adaptées aux tâches de contrôle qui leur sont propres. S'ils ont une demande importante en matière de contrôle et une fois qu'ils sont convaincus des avantages, ils peuvent dans un second temps envisager d'acheter un système pour leur usine, au lieu de faire appel à des services de contrôle sur une base horaire.
