Festkörperbatterien treiben die Nachfrage nach Geräten mit hoher Reichweite an: XJCSENSOR steigt ein

Die Industrialisierung von Festkörperbatterien tritt in eine entscheidende Phase ein. Führende Unternehmen wie Gotion High-tech, EVE Energy und Sunwoda haben kürzlich Fortschritte bei entsprechenden Festkörperprodukten und Pilotproduktionslinien bekannt gegeben. Auch wenn der genaue Zeitplan für die Massenproduktion branchenweit noch ungewiss ist, dienen Pilotlinien als wichtiges Testfeld. Hier werden zahlreiche technische Herausforderungen gelöst.

Ein zentrales Problem stellt die Grenzfläche zwischen Festkörpern dar. Verschiedene Unternehmen arbeiten an einzigartigen technologischen Durchbrüchen, um dieses Problem zu lösen, was wiederum die Erprobung und Anwendung zahlreicher innovativer Komponenten vorantreibt.

Die Hauptursache liegt im starren Kontakt zwischen dem Festelektrolyten und den Elektroden, wodurch zahlreiche Hohlräume entstehen. Diese Hohlräume können schwere Nebenreaktionen auslösen, die nicht nur zu einer verminderten Leistung, sondern auch zu erheblichen Sicherheitsrisiken führen.

Durch die Anwendung von hohem Druck während der Herstellung werden diese Grenzflächenhohlräume beseitigt und die effektive Kontaktfläche vergrößert. Dieser Kompressionsprozess optimiert zudem die Mikrostruktur des Festelektrolyten. Der Einsatz höherer thermischer Drücke ist der Schlüssel zu überlegener Leistung bei Festkörperbatterien und ebnet den Weg für höhere Energiedichte und längere Lebensdauer.

Erfassung des Produktionspulses von Festkörperbatterien durch Kraft

Als Antwort auf die Produktionsherausforderungen von Festkörperbatterien hat XJC Sensors, ein führender Hersteller von Kraftmesssensoren, innovative Produkte wie flache Drucksensoren und piezoelektrische Kraftsensoren entwickelt. Diese werden in Prozessen wie Walzen und Kalt-/Heißpressen eingesetzt und bewältigen so effektiv die technischen Hürden der Festkörperbatterieherstellung.

Herr Wu Hao, Vorsitzender von XJC Sensors, erklärte, dass die zukünftige Produktion von Festkörperbatterien eine klare Marktnachfrage nach Verdichtungskraftmessgeräten schaffen werde. Die Flachdrucksensoren des Unternehmens hätten in diesem Jahr bereits signifikante Liefermengen erreicht und Anerkennung von wichtigen Branchenakteuren erhalten.
Aktuell konzentriert sich die Lieferkette für Festkörperbatterien auf den Übergang von anfänglichen Fähigkeiten zu höchster Qualität. Mit der Annäherung an die Massenproduktion werden die Anforderungen an präzise Kraftregelung und größere Kraftbereiche weiter steigen. XJC Sensors engagiert sich für die kontinuierliche Zusammenarbeit innerhalb der Wertschöpfungskette, um die komplexen Herausforderungen der Festkörperbatterieproduktion zu meistern.

Festkörperbatterien treiben den Bedarf an Geräten mit „hoher Reichweite“ an

Im Vergleich zu Flüssigbatterien besteht die bedeutendste Verbesserung von Festkörperbatterien in ihrer höheren Energiedichte. Die Verwendung fester Elektrolyte erfordert jedoch auch Anpassungen bestimmter Herstellungsverfahren und -techniken.

Besonders wichtig ist die Abstimmung zwischen Festelektrolyt und Elektroden. Die Laminierung erfordert einen höheren Druck, um eine hohe Verdichtungsdichte und einen optimalen Grenzflächenkontakt zu erzielen. Dies gewährleistet die strukturelle Stabilität und verbessert den Kontakt zwischen den Aktivmaterialpartikeln und dem Elektrolyten deutlich, wodurch die Ausnutzung der Batteriekapazität und die Gleichmäßigkeit der Stromverteilung erhöht werden.

Dank dieser Leistungsverbesserungen haben sich auch die erforderlichen Kraftmessbereiche erweitert. Die flachen Drucksensoren von XJC Sensors lassen sich in Reihe schalten, um einen hohen Messbereich zu erreichen. Sie bieten eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber exzentrischen Belastungen und Biegemomenten und gewährleisten so Walzgenauigkeit und -gleichmäßigkeit.

Hinsichtlich der Parameter benötigten ältere Geräte für Flüssigbatterien typischerweise einen Kraftbereich von 10–15 Tonnen. Der aktuelle Bedarf für Festkörperprozesse ist auf 30–45 Tonnen gestiegen. Mit der zunehmenden Verbreitung von Festkörperbatterien werden die Kraftbereiche unweigerlich auf über 100 Tonnen ansteigen. Hervorzuheben ist, dass die flachen Drucksensoren von XJC Sensors bereits einen Messbereich von bis zu 200 Tonnen bieten.

Aus einer anderen Perspektive betrachtet ist der 200-Tonnen-Flachdrucksensor von XJC auch ein leistungsstarkes Werkzeug zur Aufrechterhaltung eines hohen Produktionsdurchsatzes.

Auch wenn sich die meisten Produktionslinien für Festkörperbatterien noch im Pilotstadium befinden, darf die Steigerung des Produktionsdurchsatzes nicht vernachlässigt werden. Ein hoher Durchsatz optimiert die Zuteilung von Anlagen, Materialien und Personal und ist somit entscheidend für eine gleichbleibende Produktion, Kostensenkung und Effizienzsteigerung.

Ein pragmatischerer Faktor ist, dass selbst bei Erreichen der Massenproduktionskapazität die geringe Produktionskapazität die Batteriehersteller nicht in der Lage machen würde, die Marktnachfrage zu decken. Daher sind Sensoren mit höherer Reichweite unerlässlich, um die für Festkörperbatterien notwendige hohe Produktionskapazität zu ermöglichen.

Festkörperbatterien treiben Innovationen bei Kraftsensoren voran

Wie können Komponenten und Anlagen im Produktionsprozess von Lithium-Ionen-Batterien durch „Präzisionskraft“ die Fertigungsgenauigkeit und -stabilität verbessern? Sensoren in Produktionsanlagen fungieren dabei ähnlich wie Nerven im menschlichen Körper und ermöglichen den entscheidenden Tastsinn. Sie erfassen Veränderungen in den Produktionsdaten über verschiedene Phasen hinweg, indem sie kraftbezogene Variablen überwachen.

Festkörperbatterien, die oft als die ultimative Form von Lithiumbatterien gelten, befinden sich an einem entscheidenden Wendepunkt und treiben Innovationen bei Prozessen und Anlagen entlang der gesamten Produktionslinie voran. Dies umfasst Trockenverfahren, Klebebeschichtung/Laminierung und isostatisches Pressen.

Auch beim entscheidenden Walzprozess sind herkömmliche Zugkraftsensoren unzureichend, um die erforderlichen höheren Messbereiche und Kraftwerte zu erfassen. Daher entwickelte XJC Sensors piezoelektrische Kraftsensoren. Diese zeichnen sich durch höhere Steifigkeit, ein hohes Frequenzverhalten und kleinere Abmessungen bei gleichzeitig größeren Messbereichen aus und ermöglichen so eine schnellere Ausgabe.
Darüber hinaus hat XJC Sensors in Zusammenarbeit mit Kunden Walzengehäuse mit integrierten piezoelektrischen Sensorarrays entwickelt. Die gleichmäßige Anordnung dieser Sensoren ermöglicht die Echtzeitüberwachung der Kraftverteilung und des Laminierungszustands während des Materialdurchlaufs durch die Walzen und optimiert so die Produktion von Festkörperbatterien mittels Trockenverfahren.

Stärkung der Lithiumbatterieproduktion

Neben diesen Innovationen bietet XJC Sensors auch eine Reihe weiterer Produkte für die Lithiumbatterieproduktion an, darunter schmale, freitragende und flanschförmige Spannungssensoren, die für Wickelmaschinen, Stapelmaschinen, Beschichtungsanlagen und Schneidemaschinen geeignet sind.

Ihre Drucksensoren eignen sich für Warm-/Kaltpressen und Umformmaschinen.

Das Unternehmen bietet außerdem Drucküberwachungsregler zur Datenerfassung und -übertragung mit Optionen wie Druckgrenzwertausgang sowie digitalen und analogen Ausgängen. Ein System zur Analyse der Ausdehnungskraft erfasst die Quellkraft von Lithiumbatterien während der Lade-/Entladezyklen und ermöglicht Sicherheitswarnungen durch die Erfassung von Daten zu Ausdehnungskraft, Verschiebung, Spannung, Stromstärke und Temperatur.

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XJCSENSOR | Lieferant und Hersteller von fortschrittlichen Kraftsensoren, Drehmomentsensoren und Wägezellen or Kontaktieren Sie unser Verkaufsteam sofort.