Qualitätskontrolle des sekundären Schutzelements von Dexerials für sichere Lithium-Ionen-Batterien

Die Bedeutung von Sicherheit und Schutz

Der Self Control Protector (SCP) von Dexerials ist eine Sicherheitskomponente für Lithium-Ionen-Batterien. Er unterbricht den Stromkreis bei Überladung oder Überstrom durch Auslösen des eingebauten Sicherungselements. Dexerials führt während des gesamten Herstellungsprozesses strenge Kontrollen durch, um die einwandfreie Funktion des Produkts sicherzustellen.

Bei der Herstellung von Lebensmitteln und anderen Produkten ist es üblich, ein gewisses Maß an Variationen in Form und Größe der fertigen Produkte zuzulassen. Selbst wenn es Unterschiede in Form oder Größe gibt, führt dies nicht dazu, dass das Produkt ungenießbar wird oder sich der Geschmack wesentlich verändert. Stattdessen werden gründliche Hygienekontrollen durchgeführt, um Gesundheitsgefahren vorzubeugen.

Bei Halbleitern, die als Präzisionsbauteile gelten, sind hochwertige Rohstoffe, moderne Fertigungsanlagen und saubere Produktionsbedingungen unerlässlich. Dies führt zu einem sehr hohen Maß an Prozessstabilität und -integrität. Stichprobenprüfungen sind die gängigste Methode zur Überprüfung der Prozessleistung (während Vollprüfungen die gängigste Methode zur Funktionsprüfung von Produkten sind). Da Stichprobenprüfungen kostengünstiger als Vollprüfungen sind, werden sie im Herstellungsprozess vieler Industrieprodukte eingesetzt.

Da es sich bei SCPs jedoch um Einwegkomponenten handelt, ist eine Funktionsprüfung (Verifizierungsprüfung) vor dem Versand nicht möglich. Daher muss der Herstellungsprozess streng kontrolliert werden, um die Integrität und Rückverfolgbarkeit des Produkts (d. h. die Möglichkeit, nachzuvollziehen, wann, wo, welchen Materialien und Prozessen das Produkt ausgesetzt war) zu gewährleisten. Dexerials führt während des gesamten Herstellungsprozesses mehrstufige Prüfungen durch. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für die Prüfungen, die Dexerials in jeder Phase des Herstellungsprozesses durchführt.

Das obige Diagramm bietet einen Überblick über den SCP Herstellungsprozess und die Inspektionen vor und nach der Herstellung.

Montagetest｜Überprüfung der Verbindung und Befestigung des Sicherungselements

In der Montagephase wird das Sicherungselement auf einem Keramiksubstrat montiert und mit drei Elektroden verbunden. Für eine einwandfreie Funktion ist bei diesem Prozess die korrekte Herstellung der Anschlüsse erforderlich.

Nach dem Anbringen des Sicherungselements überprüft Dexerials die Baugruppe mit einer speziellen Prüfmaschine, da dies die Leistungsfähigkeit der Sicherung beeinträchtigen kann.

Flussmitteltest｜Überprüfung der Flussmittelzufuhr

Das Sicherungselement wird mit einem Flussmittel beschichtet, um dessen Schmelzen und ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten. Da das Flussmittel am Schmelzen des Sicherungselements beteiligt ist, kann es auch die Leistung der Sicherung beeinträchtigen. Dexerials prüft daher, ob das Flussmittel korrekt aufgetragen und beschichtet wurde.

Optischer und elektrischer Test｜Funktionstest der Post-Cap-Baugruppe

Nach dem Auftragen des Flussmittels wird die Kappe montiert und befestigt.

Obwohl die Kappe in erster Linie eine Abdeckung ist, die das Sicherungselement vor äußeren Einflüssen schützt und verhindert, dass es durch äußere Hitze schmilzt oder anderweitig beeinträchtigt wird, erfüllt sie auch mehrere andere Funktionen. Das Sicherungselement ist eine flache, massive Platte. Wenn es schmilzt und durch die Anziehung zu den Elektroden durchbrennt, verändert sich seine Form aufgrund der Oberflächenspannung. Aus diesem Grund muss die Kappe ausreichend Platz um das Sicherungselement herum lassen. Ohne diesen Platz kann das Sicherungselement nicht ordnungsgemäß funktionieren, da die Kappe den Schmelzvorgang verhindert. Die Kappe dient außerdem als Etikett für die Modell- und Chargennummer des Produkts, die die Herstellungshistorie enthalten. Die Chargennummer ist besonders wichtig für die Rückverfolgbarkeit, wie weiter unten erläutert.

Die Produktinformationen der SCP, wie z. B. Chargennummern, werden per Laser aufgedruckt. Anschließend werden die SCPs einer umfassenden Prüfung auf Aussehen und Widerstandsfähigkeit unterzogen. Die geklebten Kappen werden auf Fehlausrichtung, Absplitterungen und andere Defekte geprüft, um einen sicheren Sitz der Kappe zu gewährleisten. Anschließend werden Heizelement und Sicherung auf Widerstand geprüft. Bei der Sichtprüfung prüft eine automatische Maschine das Aussehen aller sechs Seiten der Komponenten. Aufgrund der geringen Größe kann selbst eine kleine optische Auffälligkeit den automatischen Bestückungsprozess behindern und die Bestückungsqualität beeinträchtigen. SCPs, die diese Prüfung bestehen, werden anschließend gegurtet, aufgerollt und für den Versand vorbereitet.

Rückverfolgbarkeit

Als Sicherheitskomponente für Lithium-Ionen-Batterien erfordern SCPs eine strenge Rückverfolgbarkeit.

In der Regel werden jedem Industrieprodukt bei der Herstellung Chargennummern zugewiesen. Sie dienen der Qualitäts- und Produktionsmengenkontrolle. In der Qualitätskontrolle dienen Chargennummern zur Identifizierung einer Gruppe fehlerhafter Produkte. Die Nachverfolgung der Produktherstellungsdaten hilft, das Schadensausmaß und die Ursache des Defekts zu ermitteln. Die Chargennummer wird in der Regel vom Hersteller entsprechend den Merkmalen und Eigenschaften des Produkts selbstständig festgelegt.

SCPs erhalten außerdem Chargennummern, die die Produktionseinheit repräsentieren. Wie im Schritt „Codemarkierung“ im Bild „Herstellungsprozess“ dargestellt, wird SCPs für jede bestückte Platine, die kleinste Produktionseinheit, ein Tracking-Code zugewiesen, um eine genaue Rückverfolgung zu gewährleisten. Jeder Schritt des SCP-Herstellungsprozesses, von der Montage des Sicherungselements bis zur Montage der Kappe, wird kontrolliert, und alle produzierten SCPs einer Produktionscharge sind rückverfolgbar. Im unwahrscheinlichen Fall eines Defekts beim Kunden ist es daher möglich, die Produkthistorie zu untersuchen und das Herstellungsdatum sowie die verwendeten Materialien, Geräte und Herstellungsbedingungen nachzuvollziehen.

Es gibt nicht viele Industrieprodukte, deren Materialien bis ins kleinste Detail rückverfolgbar sind und die zusätzlich mit einem Tracking-Code gekennzeichnet werden müssen. Dexerials strebt kontinuierlich nach Produktsicherheit und -zuverlässigkeit und etabliert dafür ein sorgfältiges Kontrollsystem für seine SCPs.