Vakuumbelastung von Akkus

Lufteinschlüsse oder Luftblasen in modernen Lithium-Ionen-Akkus stellen ein ernstes und gefährliches Problem dar. Der isi-sys Shearografie-Sensor erkennt innerhalb einer Sekunde kleine und große Defekte wie Luftblasen, Lufteinschlüsse, Risse usw. Die Defekte können sich tief unter oder nahe der Oberfläche befinden. Ein Beispiel für einen Akku (Testmuster der Universität München, IWB) und das zugehörige Messergebnis ist unten dargestellt.

Versuchsaufbau:
Der Test wurde mit dem SE2-Sensor in Kombination mit einer Glasvakuumkammer für eine einfache manuelle Prüfung durchgeführt. Dies ist eine kostengünstige Lösung für die punktuelle zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) im manuellen Einsatz. Für automatisierte Serienprüfungen in der Produktion sind andere Aufbauten erforderlich.

Testprozedur:
Die Akkus werden mit geringen Druckdifferenzen im Millibarbereich getestet, die in kleinen Kammern innerhalb von Sekunden erzeugt werden können. Der Sensor überwacht die Oberfläche des Akkus während der Druckänderung und misst die differentielle Oberflächenverformung. Durch die Ausdehnung der Lufteinschlüsse lassen sich deren Positionen bestimmen, wie in den Abbildungen dargestellt.

Die erforderliche Druckdifferenz hängt von der Defekttiefe, der Defektgröße und der mechanischen Steifigkeit der geprüften Struktur ab. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit des SE-Sensors gegenüber unterschiedlichen Oberflächenverformungen genügt jedoch typischerweise bereits eine geringe Druckdifferenz.