리튬 배터리 전극 망상 코팅의 초음파 두께 측정

초음파 두께 측정 기술

1. 필요사항이티움배터리전극 순 코팅 측정

리튬 배터리 전극은 집전체, 표면 코팅 A 및 B로 구성됩니다. 코팅 두께의 균일성은 리튬 배터리 전극의 핵심 제어 변수이며, 리튬 배터리의 안전성, 성능 및 비용에 중대한 영향을 미칩니다. 따라서 리튬 배터리 생산 공정에서 요구되는 시험 장비의 품질 기준이 매우 높습니다.

2. X선 투과법 만나다ing제한 용량

다청정밀(Dacheng Precision)은 세계적인 전극 측정 솔루션 제공업체입니다. 10년 이상의 연구 개발 경험을 바탕으로 X/β선 면적 밀도 측정기, 레이저 두께 측정기, CDM 두께 및 면적 밀도 통합 측정기 등 리튬 이온 배터리 전극의 핵심 지표(순 코팅량, 두께, 박리 영역 두께, 면적 밀도 등)를 온라인으로 모니터링할 수 있는 고정밀, 고안정성 측정 장비를 보유하고 있습니다.

또한, 다청정밀은 비파괴 검사 기술 혁신에도 힘쓰고 있으며, 고체 반도체 검출기를 기반으로 한 슈퍼 X선 면적 밀도 측정기와 적외선 분광 흡수 원리를 이용한 적외선 두께 측정기를 출시했습니다. 이 장비들을 통해 유기 재료의 두께를 정밀하게 측정할 수 있으며, 그 정확도는 수입 장비보다 우수합니다.

그림 1. 초고속 X선 면적 밀도 측정기

3. 초음파t엉킴m측정t기술

다청정밀은 항상 혁신적인 기술 연구 개발에 전념해 왔습니다. 앞서 언급한 비파괴 검사 솔루션 외에도 초음파 두께 측정 기술을 개발하고 있습니다. 다른 검사 솔루션과 비교했을 때 초음파 두께 측정은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

3.1 초음파 두께 측정 원리

초음파 두께 측정기는 초음파 펄스 반사 원리를 이용하여 두께를 측정합니다. 프로브에서 방출된 초음파 펄스가 측정 대상물을 통과하여 재료의 계면에 도달하면, 펄스 파동이 프로브로 반사됩니다. 이때 초음파 전파 시간을 정확하게 측정함으로써 측정 대상물의 두께를 구할 수 있습니다.

H=1/2*(V*t)

금속, 플라스틱, 복합재료, 세라믹, 유리, 유리섬유 또는 고무로 만들어진 거의 모든 제품을 이러한 방식으로 측정할 수 있으며, 석유, 화학, 야금, 조선, 항공, 우주항공 등 다양한 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.

3.2A장점당신초음파 두께 측정

기존 방식은 광선 투과법을 이용하여 전체 코팅량을 측정하고, 이를 빼서 리튬 배터리 전극의 순 코팅량을 계산합니다. 반면 초음파 두께 측정기는 측정 원리가 다르기 때문에 값을 직접 측정할 수 있습니다.

① 초음파는 파장이 짧기 때문에 투과력이 뛰어나며, 다양한 물질에 적용할 수 있습니다.

② 초음파 빔은 특정 방향으로 집중될 수 있으며, 우수한 지향성을 가지고 매질을 통해 직선으로 이동합니다.

③ 방사선이 없으므로 안전 문제에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

하지만 초음파 두께 측정은 이러한 장점에도 불구하고, 다청정밀이 이미 시장에 출시한 여러 두께 측정 기술과 비교했을 때 다음과 같은 몇 가지 한계점이 있습니다.

3.3 초음파 두께 측정의 적용 한계

① 초음파 변환기: 초음파 변환기, 즉 앞서 언급한 초음파 프로브는 초음파 측정기의 핵심 부품으로, 펄스파를 송수신할 수 있습니다. 작동 주파수와 타이밍 정확도라는 핵심 지표가 두께 측정의 정확도를 결정합니다. 현재 고급 초음파 변환기는 여전히 해외 수입에 의존하고 있어 가격이 비쌉니다.

②재료 ​​균일성: 기본 원리에서 언급했듯이 초음파는 재료 계면에서 반사됩니다. 이 반사는 음향 임피던스의 급격한 변화로 인해 발생하며, 음향 임피던스의 균일성은 재료의 균일성에 따라 결정됩니다. 측정 대상 재료가 균일하지 않으면 에코 신호에 많은 잡음이 발생하여 측정 결과에 영향을 미칩니다.

③ 표면 거칠기: 측정 대상의 표면 거칠기는 반사 에코를 약하게 만들거나 에코 신호를 수신하지 못하게 할 수 있습니다.

④ 온도: 초음파의 본질은 매질 입자의 기계적 진동이 파동 형태로 전파된다는 점이며, 이는 매질 입자 간의 상호작용과 분리될 수 없습니다. 매질 입자 자체의 열 운동이 거시적으로 나타나는 것이 온도이며, 열 운동은 자연스럽게 매질 입자 간의 상호작용에 영향을 미칩니다. 따라서 온도는 측정 결과에 큰 영향을 미칩니다.

펄스 에코 원리를 기반으로 하는 기존 초음파 두께 측정 방식에서는 사람의 손 온도가 프로브 온도에 영향을 미쳐 측정기의 영점 오차가 발생합니다.

⑤안정성: 음파는 매질 입자의 기계적 진동이 파동 형태로 전파되는 것입니다. 외부 간섭에 취약하며, 수집된 신호가 불안정합니다.

⑥결합 매질: 초음파는 공기 중에서 감쇠되지만 액체와 고체에서는 잘 전파됩니다. 에코 신호를 더 잘 수신하기 위해 초음파 프로브와 측정 대상 사이에 액체 결합 매질을 추가하는 것이 일반적이지만, 이는 온라인 자동 검사 프로그램 개발에 적합하지 않습니다.

초음파 위상 반전이나 왜곡, 측정 대상 표면의 곡률, 경사 또는 편심률과 같은 다른 요인들도 측정 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.

초음파 두께 측정은 여러 가지 장점을 가지고 있지만, 한계점 때문에 현재로서는 다른 두께 측정 방법과 비교할 수 없다는 것을 알 수 있습니다.

3.4U초음파 두께 측정 연구 진행 상황~의다청P절제

다청정밀은 항상 연구 개발에 전념해 왔습니다. 초음파 두께 측정 분야에서도 상당한 진전을 이루었으며, 그 연구 결과 중 일부는 다음과 같습니다.

3.4.1 실험 조건

양극은 작업대에 고정되어 있으며, 자체 개발한 고주파 초음파 프로브를 사용하여 고정점 측정을 수행합니다.

그림 2 초음파 두께 측정

3.4.2 실험 데이터

실험 데이터는 A-스캔과 B-스캔 형태로 제시됩니다. A-스캔에서 X축은 초음파 투과 시간을, Y축은 반사파의 강도를 나타냅니다. B-스캔은 음속 전파 방향과 평행하고 측정 대상 물체의 표면에 수직인 방향의 프로파일을 2차원 이미지로 보여줍니다.

A-스캔 결과에서 흑연과 구리 호일 접합부에서 반사된 펄스파의 진폭이 다른 파형들에 비해 현저히 높은 것을 확인할 수 있다. 흑연 코팅의 두께는 흑연 매질 내에서 초음파의 음향 경로를 계산함으로써 구할 수 있다.

Point1과 Point2 두 위치에서 총 5회에 걸쳐 데이터를 측정한 결과, Point1에서의 흑연의 음향 경로 길이는 0.0340μs, Point2에서의 흑연의 음향 경로 길이는 0.0300μs로 높은 반복 정밀도를 보였다.

그림 3 A-스캔 신호

그림 4 B-스캔 이미지

그림 1. X=450, YZ 평면 B-스캔 이미지

점 1 X=450 Y=110

음향 경로: 0.0340 마이크로초

두께: 0.0340(μm) * 3950(m/s) / 2 = 67.15(μm)

점2 X=450 Y=145

음향 경로: 0.0300us

두께: 0.0300(μs)*3950(m/s)/2=59.25(μm)

그림 5. 2점 테스트 이미지

4. S요약엘이티움배터리전극 네트 코팅 측정 기술

초음파 검사 기술은 비파괴 검사 기술의 중요한 수단 중 하나로서, 고체 재료의 미세 구조 및 기계적 특성을 평가하고 미세 및 거시적 결함을 검출하는 효과적이고 보편적인 방법을 제공합니다. 리튬 배터리 전극의 순 코팅량을 온라인 자동 측정해야 하는 요구에 직면하여, 초음파 자체의 특성과 해결해야 할 기술적 문제점들을 고려할 때, 초음파 투과법은 현재 여전히 가장 유리한 위치에 있습니다.

전극 측정 분야의 전문가인 다청정밀은 초음파 두께 측정 기술을 비롯한 혁신 기술에 대한 심도 있는 연구 개발을 지속하여 비파괴 검사의 발전과 혁신에 기여할 것입니다!