Abstract
The changing profile of requirements for lithium ion batteries entails ever increasing demands in terms of quality and safety. Quality evaluation techniques for electrode foil of lithium ion cells currently applied in the industry do not allow for statements on those microstructural features critical for the quality. Moreover, they are often characterized by an unsatisfying accuracy and spatial resolution. In this context, metallographic methods appear appropriate. However, the complex electrode microstructure requires an elaborate preparation as well as image editing and processing steps in order to provide for a differentiated display of the different components, prerequisites for an automated quantitative analysis with a statistical evaluation, such as is exemplified here by a 18650 round cell. It can be deployed in addition to already existing measurement methods to evaluate in detail the manufacturing quality of electrodes and cell windings.
Kurzfassung
Das sich verändernde Anforderungsprofil an Lithium-Ionen-Akkumulatoren führt zu stetig steigenden Ansprüchen bezüglich der Qualität und Sicherheit. Die heute in der Industrie eingesetzten Methoden zur Qualitätsbewertung der Elektrodenfolien von Lithium-Ionen-Zellen erlauben kaum Aussagen über die qualitätsbestimmenden Merkmale der Mikrostruktur und zeigen oft eine unbefriedigende Genauigkeit und Ortsauflösung. Materialographische Verfahren erscheinen geeignet, jedoch erfordert das komplexe Gefüge der Elektroden eine aufwendige Präparation sowie Bildbe- und verarbeitungsschritte, um die unterschiedlichen Bestandteile differenziert darstellen zu können. Dies ist Voraussetzung für eine automatisierte quantitative Analyse mit statistischer Auswertung, die in diesem Paper beispielhaft an einer 18650er-Rundzelle durchgeführt wurde und ergänzend zu bereits bestehenden Messverfahren zur detaillierten Bewertung der Fertigungsqualität von Elektroden und Zellwickel herangezogen werden kann.
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