מדידת עובי אולטרסאונד לציפוי רשת אלקטרודות של סוללות ליתיום

טכנולוגיית מדידת עובי אולטרסאונד

1. צרכים עבור lיתיוםסוֹלְלָהאֶלֶקטרוֹדָה מדידת ציפוי נטו

אלקטרודת סוללת ליתיום מורכבת מקולט, ציפוי על פני השטח A ו-B. אחידות עובי הציפוי היא פרמטר הבקרה המרכזי של אלקטרודת סוללת ליתיום, אשר משפיע באופן קריטי על הבטיחות, הביצועים והעלות של סוללת ליתיום. לכן, ישנן דרישות גבוהות לציוד בדיקה במהלך תהליך ייצור סוללות ליתיום.

2. שיטת שידור רנטגן לִפְגוֹשׁאינגקיבולת הגבול

Dacheng Precision היא ספקית בינלאומית מובילה של פתרונות מדידה שיטתיים של אלקטרודות. עם יותר מ-10 שנות מחקר ופיתוח, לחברה סדרה של ציוד מדידה מדויק ויציב, כגון מד צפיפות שטח של קרני X/β, מד עובי לייזר, מד עובי CDM ומד צפיפות שטח משולב וכו', המסוגלים לבצע ניטור מקוון של מדדי הליבה של אלקטרודות סוללות ליתיום-יון, כולל כמות הציפוי נטו, עובי, עובי אזור הדילול וצפיפות השטח.

בנוסף, חברת Dacheng Precision מבצעת גם שינויים בטכנולוגיית הבדיקות הלא הורסות, והשיקה את מד צפיפות השטח Super X-Ray המבוסס על גלאי מוליכים למחצה במצב מוצק ומד עובי אינפרא אדום המבוסס על עקרון בליעה ספקטרלית אינפרא אדום. ניתן למדוד במדויק את עובי החומרים האורגניים, והדיוק טוב יותר מזה של ציוד מיובא.

איור 1 מד צפיפות שטח סופר רנטגן

3. אולטרסאונדtגובהmמדידהtטכנולוגיה

חברת Dacheng Precision תמיד הייתה מחויבת למחקר ופיתוח של טכנולוגיות חדשניות. בנוסף לפתרונות הבדיקה הלא הורסת הנ"ל, היא גם מפתחת טכנולוגיית מדידת עובי באולטרסאונד. בהשוואה לפתרונות בדיקה אחרים, למדידת עובי באולטרסאונד יש את המאפיינים הבאים.

3.1 עקרון מדידת עובי באולטרסאונד

מד עובי אולטרסאונד מודד את העובי על סמך עקרון שיטת החזרת הפולסים האולטרסאונד. כאשר הפולס האולטרסאונד הנפלט מהגשוש עובר דרך האובייקט הנמדד ומגיע לממשקי החומר, גל הפולס מוחזר חזרה לגוש. ניתן לקבוע את עובי האובייקט הנמדד על ידי מדידה מדויקת של זמן ההתפשטות האולטרסאונד.

H=1/2*(V*t)

כמעט כל המוצרים העשויים מתכת, פלסטיק, חומרים מרוכבים, קרמיקה, זכוכית, סיבי זכוכית או גומי ניתנים למדידה בדרך זו, וניתן להשתמש בה באופן נרחב בנפט, כימיה, מטלורגיה, בניית ספינות, תעופה, חלל ותחומים אחרים.

3.2Aיתרונותשלךמדידת עובי אינטראסוני

הפתרון המסורתי מאמץ שיטת העברת קרניים למדידת כמות הציפוי הכוללת ולאחר מכן משתמש בשיטת חיסור כדי לחשב את ערך כמות הציפוי נטו של אלקטרודת סוללות ליתיום. בעוד שמד עובי קולי יכול למדוד את הערך ישירות הודות לעקרון המדידה השונה.

①לגל אולטרסאונד יש חדירות חזקה בשל אורך הגל הקצר שלו, והוא ישים למגוון רחב של חומרים.

② קרן קולי אולטרסאונד יכולה להיות מרוכזת בכיוון מסוים, והיא נעה בקו ישר דרך התווך, עם כיווניות טובה.

③ אין צורך לדאוג לגבי נושא הבטיחות מכיוון שאין בו קרינה.

עם זאת, למרות העובדה שלמדידת עובי באולטרסאונד יש יתרונות כאלה, בהשוואה למספר טכנולוגיות מדידת עובי ש-Dacheng Precision כבר הביאה לשוק, ליישום מדידת עובי באולטרסאונד יש כמה מגבלות כדלקמן.

3.3 מגבלות יישום של מדידת עובי אולטרסאונד

①מתמר אולטרסאונד: מתמר אולטרסאונד, כלומר, הגשוש האולטרסאונד שהוזכר לעיל, הוא המרכיב המרכזי של מדי בדיקה אולטרסאונד, המסוגל לשדר ולקלוט גלי פולס. המדדים המרכזיים שלו, תדר עבודה ודיוק תזמון, קובעים את דיוק מדידת העובי. מתמר האולטרסאונד היוקרתי הנוכחי עדיין תלוי ביבוא מחו"ל, שמחירו יקר.

②אחידות החומר: כפי שצוין בעקרונות הבסיסיים, קרינת אולטרסאונד תוחזר בחזרה על פני הממשקים של החומר. ההשתקפות נגרמת על ידי שינויים פתאומיים בעכבה האקוסטית, ואחידות העכבה האקוסטית נקבעת על ידי אחידות החומר. אם החומר הנמדד אינו אחיד, אות ההד יפיק רעש רב, מה שישפיע על תוצאות המדידה.

③ חספוס: חספוס פני השטח של האובייקט הנמדד יגרום להד מוחזר נמוך, או אפילו לחוסר יכולת לקלוט את אות ההד;

④טמפרטורה: מהות האולטרסאונד היא שהוויברציה המכנית של חלקיקי המדיום מתפשטת בצורת גלים, שלא ניתן להפרידם מהאינטראקציה של חלקיקי המדיום. הביטוי המקרוסקופי של תנועה תרמית של חלקיקי המדיום עצמם הוא טמפרטורה, ותנועה תרמית תשפיע באופן טבעי על האינטראקציה בין חלקיקי המדיום. לכן לטמפרטורה יש השפעה רבה על תוצאות המדידה.

עבור מדידת עובי אולטרסאונד קונבנציונלית המבוססת על עקרון הד הדופק, טמפרטורת הידיים של האנשים תשפיע על טמפרטורת הגשוש, ובכך תוביל לסחיפה של נקודת האפס של המד.

⑤יציבות: גל קול הוא התנודה המכנית של חלקיקי המדיום בצורת התפשטות גלים. הוא רגיש להפרעות חיצוניות, והאות הנאסף אינו יציב.

⑥מדיום צימוד: אולטרסאונד יחליש באוויר, בעוד שהוא יכול להתפשט היטב בנוזלים ובמוצקים. על מנת לקלוט טוב יותר את אות ההד, בדרך כלל מוסיפים מדיום צימוד נוזלי בין גלאי האולטרסאונד לאובייקט הנמדד, דבר שאינו תורם לפיתוח תוכנית בדיקה אוטומטית מקוונת.

גורמים אחרים, כגון היפוך פאזה או עיוות אולטרסאונד, העקמומיות, ההתחדדות או האקסצנטריות של פני השטח של האובייקט הנמדד, ישפיעו על תוצאות המדידה.

ניתן לראות כי למדידת עובי באולטרסאונד יתרונות רבים. עם זאת, נכון לעכשיו, לא ניתן להשוות אותה לשיטות מדידת עובי אחרות בגלל מגבלותיה.

3.4Uהתקדמות מחקרית במדידת עובי אינטראסונישֶׁלדאצ'נגPנסיגה

חברת Dacheng Precision תמיד הייתה מחויבת למחקר ופיתוח. גם בתחום מדידת עובי אולטרסאונד, היא עשתה התקדמות מסוימת. חלק מתוצאות המחקר מוצגות כדלקמן.

3.4.1 תנאי ניסוי

האנודה קבועה על שולחן העבודה, וגשש אולטרסאונד בתדר גבוה שפותח בעצמו משמש למדידה בנקודה קבועה.

איור 2 מדידת עובי אולטרסאונד

3.4.2 נתונים ניסויים

נתוני הניסוי מוצגים בצורת סריקת A וסריקת B. בסריקת A, ציר ה-X מייצג את זמן השידור האולטרסאונד וציר ה-Y מייצג את עוצמת הגל המוחזר. סריקת B מציגה תמונה דו-ממדית של הפרופיל במקביל לכיוון התפשטות מהירות הקול ובניצב לפני השטח הנמדדים של האובייקט הנבדק.

מסריקת ה-A ניתן לראות כי משרעת גל הפעימה המוחזר בצומת הגרפיט ורדיד הנחושת גבוהה משמעותית מזו של צורות גל אחרות. ניתן לקבל את עובי ציפוי הגרפיט על ידי חישוב המסלול האקוסטי של גל האולטרסאונד במדיום הגרפיט.

נבדקו 5 נתונים בסך הכל בשני מיקומים, נקודה 1 ונקודה 2, והמסלול האקוסטי של הגרפיט בנקודה 1 היה 0.0340 מיקרוסקופים, והמסלול האקוסטי של הגרפיט בנקודה 2 היה 0.0300 מיקרוסקופים, עם דיוק חזרתיות גבוה.

איור 3 אות סריקת A

איור 4 תמונת סריקת B

איור 1 X=450, תמונת סריקת B במישור YZ

נקודה 1 X=450 Y=110

נתיב אקוסטי: 0.0340 us

עובי: 0.0340 (ארה"ב) * 3950 (מטר/שנייה) / 2 = 67.15 (מיקרומטר)

נקודה 2 X=450 Y=145

נתיב אקוסטי: 0.0300us

עובי: 0.0300 (ארה"ב) * 3950 (מטר/שנייה) / 2 = 59.25 (מיקרומטר)

איור 5 תמונת בדיקה דו-נקודתית

4. Sסיכוםשל ליתיוםסוֹלְלָהאֶלֶקטרוֹדָה טכנולוגיית מדידת ציפוי רשת

טכנולוגיית בדיקה אולטרסאונדית, כאחד האמצעים החשובים בטכנולוגיית בדיקה בלתי הורסת, מספקת שיטה יעילה ואוניברסלית להערכת המיקרו-מבנה והתכונות המכניות של חומרים מוצקים, ולגילוי אי-רציפות מיקרו ומקרו שלהם. לנוכח הדרישה למדידה אוטומטית מקוונת של כמות הציפוי נטו של אלקטרודת סוללת ליתיום, לשיטת העברת הקרניים עדיין יש יתרון גדול יותר כיום בשל מאפייני האולטרסאונד עצמו והבעיות הטכניות שיש לפתור.

חברת Dacheng Precision, כמומחית במדידת אלקטרודות, תמשיך לבצע מחקר ופיתוח מעמיקים של טכנולוגיות חדשניות, כולל טכנולוגיית מדידת עובי באולטרסאונד, ותתרום לפיתוח ולפריצות דרך של בדיקות לא הרסניות!