Aktive Thermographie und Radiographie für das Inline- Monitoring von Trocknung und Kalandrierung

Mit der aktiven Thermographie und Radiographie können flache, planare Strukturen wie Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien während der Fertigung berührungslos untersucht werden. Durch die hohe Geschwindigkeit beider Verfahren eignen sie sich prinzipiell hervorragend für eine Inline-prüfung während der Trocknung sowie vor und nach der Kalandrierung. Derzeit werden beide Verfahren am Fraunhofer ZESS implementiert und bewertet.  

Bei der aktiven Thermographie wird geringfügig Wärme von wenigen Kelvin in die Elektrodenfolie eingebracht und die lokale Wärmeausbreitung mittels einer Infrarotkamera aufgenommen. Alle Arten von Inhomogenitäten wie Poren, Einschlüsse, Agglomerate, Risse, aber auch Dichteschwankungen der Elektrodenfolie können somit abgebildet und bewertet werden. Im Trocknungskanal besteht alternativ die Option, die Prozesswärme als Anregung zu verwenden und so den technischen Aufwand zu minimieren.

© Fraunhofer IKTS

Prinzip der Aktiven Thermographie in der Inline-Prüfung für Batterieelektroden.

Bei der Radiographie werden Röntgenstrahlen erzeugt und senkrecht durch die Komponente geleitet. Je nach Materialzusammensetzung und Dicke als auch Dichte der Schichten werden die Röntgenquanten örtlich unterschiedlich stark absorbiert. Ein direkt unter der Elektrode senkrecht zum Strahlengang angeordneter Röntgendetektor nimmt die durchgelassenen Quanten ortsaufgelöst auf und erzeugt darauf basierend ein digitales Bild. Somit lassen sich ebenfalls Inhomogenitäten und Schichtdickenschwankungen abbilden und bewerten. Röntgenstrahlung außerhalb der Messkammer tritt aufgrund einer lokalen Schirmung nicht aus.