Qualitätsprüfung von Batteriesupsensionen

Mit Wirbelstrom- und Ultraschalltechnologie können auch flüssige Materialien untersucht werden. So lassen sich bspw. Batteriesuspensionen auf ihre Qualitätseigenschaften während des Mischens und des Mahlens in einer Kugelmühle überwa­chen. Für eine solche Anwendung wurden die EddyCus®-Hoch­frequenz-Wirbelstrom- und PCUS^®-Ultraschalltechnologien des Fraunhofer IKTS für den koreanischen Partner NANOINTECH Co. Ltd. modifiziert.

Dazu wurde ein neuer Sensor mit Wirbelstromspulen und Ultra­schallwandlern entwickelt und zu einem robusten System für raue Umgebungsbedingungen zusammengefügt. So kann der Sensor direkt in den Prozessfluss einer Kugelmühle oder in ein Offline-Gerät integriert werden. Experimente an einer Kugel­mühle zeigen das enorme Potenzial des zerstörungsfreien Prüf­systems: zeitabhängige Sensorparameter in der Wirbelstrom- und Ultraschalldomäne korrelieren gut mit den Materialeigen­schaften. Die Kombination beider Techniken erweitert zudem die Sensitivität von (gering) leitfähigen Materialien bis hin zu Isolatorwerkstoffen. Mechanische Materialparameter werden mithilfe von Reflexions- und Transmissions-Ultraschallverfahren analysiert. Die EddyCus^®-Technologie erlaubt auch bei hohen Frequenzen von über 20 MHz die Analyse von Materialeigen­schaften selbst in Isolatormaterialien wie Al₂O₃-Suspensionen. Änderungen der Schallgeschwindigkeit und des Frequenzspek­trums des Ultraschallsignals im Zeitverlauf korrelieren dagegen gut mit der Suspensionsdichte und der Partikelgrößenvertei­lung.

Die kombinierte Technologie kann entweder in bestehende Kugelmühlen integriert oder offline in der Laborumgebung eingesetzt werden. Sie ermöglicht es Kunden, die Qualität ihrer flüssigen (Vor-)Produkte zu kontrollieren. Das Fraunhofer IKTS richtet derzeit einen anonymisierten Datenraum ein, in dem die Daten aller bisher installierten Systeme gesammelt werden. Mithilfe dieses Datensatzes wird ein Modell auf Basis maschi­nellen Lernens trainiert, um universelle Inspektionsrezepte für unbekannte Materialien zu entwickeln.

Leistungs- und Kooperationsangebot

• Evaluierung unbekannter Batterieslurries
• Offline-Überwachung bestehender Mischprozesse für Batterieslurries
• Integration des Messsystems in bestehende Anlagen