Control: Inficon zeigt „ELT Vmax“ für individuelle Prüfanlagen in der Batteriezellen-Serienfertigung

Höchste Flexibilität und maximaler Durchsatz bei der direkten Elektrolyt-Dichtheitsprüfung

Köln, 21. März 2024 +++ Die Inficon GmbH, ein international führender Hersteller von Instrumenten für die Dichtheitsprüfung (www.inficonautomotive.com), stellt auf der Control 2024 in Stuttgart ein Prüfgerät vor, das speziell für die Integration in Dichtheitsprüfanlagen bei der industriellen Serienfertigung von Batteriezellen konzipiert ist: den „ELT Vmax“ (23.-26. April 2024, Halle 8/Stand 8303). Der ELT Vmax, der für den Einbau in 19-Zoll-Racks vorgesehen ist, prüft die Dichtheit aller mit flüssigem Elektrolyt gefüllten Batteriezellen – ob es um Lithium-Ionen- oder Natrium-Ionen-Zellen geht, um prismatische, Rund- und Knopfzellen mit starrem Gehäuse oder um Pouchzellen mit weichem, beutelartigem Gehäuse. Das Gerät nutzt das von Inficon patentierte Verfahren der direkten Elektrolyt-Dichtheitsprüfung: Es weist aus befüllten Zellen austretendes Elektrolyt in einer Vakuumkammer nach. Bei der Entwicklung des neuen ELT Vmax hat Inficon sich auf eine einfache und sehr flexible Integrierbarkeit in individuell ausgelegte Prüfanlagen fokussiert. Verbunden mit dem Automatisierungs-Know-how eines Integrators ermöglicht der ELT Vmax individuell konzipierte Dichtheitsprüfstationen, die eine konsequente Qualitätssicherung an jeder einzelnen Batteriezelle gestatten – im Takt der Fertigung.

Während der bereits bewährte ELT3000 PLUS wahlweise auch als Standalone-Gerät verwendbar ist – etwa für Dichtheitsprüfungen an Prototypen in der Entwicklung –, hat Inficon den neuen ELT Vmax speziell für den Einsatz in der Massenfertigung ausgelegt, als Prüfgerät für individuell konzipierte, automatische Dichtheitsprüfstationen. So beinhaltet der ELT Vmax beispielsweise keine integrierten Vakuumpumpen, weil sich für die industrielle Qualitätssicherung im schnellen Takt der Produktion ohnehin die Verwendung besonders leistungsstarker externer Pumpen empfiehlt. Allerdings ist der ELT Vmax ebenso genau und empfindlich. Er kann kleinste Lecks bis zu einem Durchmesser im einstelligen Mikrometerbereich identifizieren: bis hinab zu einer Heliumäquivalenz-Leckrate von 5∙10^-7 mbar∙l/s.

Features für Produktionslinien: von Feldbus-Schnittstellen bis zum Trägergas-Modus

Der ELT Vmax gestattet durch sein 19-Zoll-Gehäuse sowie durch seine seriellen und seine echten Feldbus-Schnittstellen einen denkbar unkomplizierten Einbau in beliebige Prüfanlagen. Falls erforderlich ist er auch mit einem separaten Control Panel inklusive Display lieferbar. Zudem ist der ELT Vmax für den Einsatz in Trockenräumen freigegeben. Durch eine schnelle Grobleckerkennung stellt das Gerät sicher, dass durch sehr große Lecks austretendes Elektrolyt die Prüfanlage nicht stark verunreinigt – trotz des Groblecks steht sie sofort wieder für die nächste Prüfung bereit. Für hohen Durchsatz sorgt zudem ein Trägergas-Modus. Dabei fördert ein kleiner Luftstrom ausgetretenes gasförmiges Elektrolyt noch schneller zum Sensor, was die Messgeschwindigkeit des Systems signifikant erhöht.

E-Check 2.0: automatische Kalibrierung für Prozesssicherheit im Linienbetrieb

Beim Dauereinsatz in der industriellen Serienfertigung empfiehlt es sich, die einwandfreie Funktionalität der Prüfanlage regelmäßig zu überprüfen, sei es zu Beginn jeder Schicht oder beispielsweise alle zwei Stunden. Inficon bietet zu diesem Zweck eine vollautomatische Kalibrierung mit einem Kalibierleck namens E-Check 2.0. Dieses Kalibrierleck, das zu 100 Prozent mit DMC-Elektrolytlösungsmittel befüllt ist, wird in die Vakuumkammer integriert und ist ständig betriebsbereit. So sind auch automatische Testmessungen zu voreingestellten Intervallen möglich. Während eine vollständige Kalibrierung mit dem E-Check 2.0 weniger als 30 Sekunden dauert, ist eine einfache Testmessung zur Kontrolle der Prüfgenauigkeit in der üblichen Zykluszeit der Prüfung möglich, das heißt innerhalb von beispielsweise 12 Sekunden. Inficon re-zertifiziert das Kalibrierleck im Jahresrhythmus und befüllt es erneut mit DMC, sodass es sich einfach weiterverwenden lässt.

Kurze Zykluszeiten, hoher Durchsatz: Multikammer-Betrieb und Batch-Testing

Selbstverständlich arbeitet der ELT Vmax auch im Multikammer-Modus – in Prüfstationen mit mehreren Vakuumprüfkammern. So gibt es für das Gerät keine Wartezeiten während Evakuierungs- und Belüftungsvorgängen: Der ELT Vmax befindet sich dann nahezu ständig im Messbetrieb. Eine weitere Strategie, um den Durchsatz bei der Qualitätssicherung in der industriellen Fertigung zu erhöhen, ist ein Batch-Testing-Ansatz. Die Batteriezellen werden dann stets gemeinsam geprüft, in Chargen von beispielsweise 16, 32 oder 64 Stück. Fällt eine Charge durch, sind allerdings automatische Nachprüfungen erforderlich. Dabei wird die Charge so lange halbiert, bis die defekte Zelle in einer Charge der Größe eins identifiziert ist. Welche Chargengröße bei solch einer Batch-Testing-Strategie optimal ist, hängt von der typischen Fehlerrate in der Produktion ab. Denn es wäre unsinnig, die Chargen so groß zu wählen, dass sich in nahezu jeder eine undichte Zelle befindet, sodass Nachprüfungen erforderlich werden. Hier gilt es, die optimale Chargengröße für einen maximalen Durchsatz individuell zu bestimmen.

Mehr Informationen zum ELT Vmax.

Inficon GmbH
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Über INFICON

Die INFICON GmbH in Köln ist einer der weltweit führenden Entwickler, Produzenten und Anbieter von Instrumenten und Geräten für die Dichtheitsprüfung. Die Lecksuchgeräte werden bei anspruchsvollen Industrieprozessen in der Produktion und Qualitätskontrolle eingesetzt und decken eine große Bandbreite von Anwendungen ab. Hauptkunden von INFICON sind Hersteller und Serviceunternehmen von Klima- und Kühlgeräten, die Automobil- und Automobilzulieferindustrie, die Halbleiterindustrie sowie Hersteller von Dichtheitsprüfanlagen. Eingebettet in die INFICON-Holding mit Sitz in der Schweiz greift das Unternehmen für seine Geräte auf wesentliche Komponenten aus dem eigenen Haus zurück, etwa auf Massenspektrometer oder Vakuummessgeräte. 2006 hat INFICON die Lecksuchtechnik mit Spürgas durch die patentierte INFICON Wise TechnologyTM revolutioniert. Im Jahr 2011 hat INFICON von Pfeiffer-Vacuum den Geschäftsbereich Wasserstoff-Lecksuche (die ehemalige Sensistor-Geschäftseinheit) übernommen. INFICON blickt inzwischen auf mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Lecksuchtechnik zurück. Über Produktionsstätten in Köln (Deutschland), Balzers (Liechtenstein), Linköping (Schweden), Syracuse (USA) und Shanghai (China) sowie über Vertriebsbüros in allen wichtigen Industrieländern und ein erweitertes Netz von Vertriebspartnern wickelt INFICON den weltweiten Vertrieb ab. Im Geschäftsjahr 2023 erreichte die INFICON AG mit ihren mehr als 1.600 Mitarbeitern einen weltweiten Umsatz von 674 Mio. USD. Die Namenaktien von INFICON (IFCN) werden an der SIX Swiss Exchange gehandelt.