INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2025

SENSOREN UND

SENSOREN UND SENSORSYSTEME ERHÖHEN DIE WIRTSCHAFTLICHKEITMESSTECHNIK FÜRBATTERIEN VON MORGENMit dem zunehmenden Fokus auf Nachhaltigkeit und Elektrifizierung steigt dieBedeutung moderner Batterietechnologien in vielen Anwendungsgebieten. Umdie Qualität und Leistungsstärke von Batterien auf höchstem Niveau zu halten,ist ein hochpräziser Produktionsprozess unerlässlich. Dafür kommt präziseSensortechnologie von Micro-Epsilon zum Einsatz.Der Sensorspezialist Micro-Epsilon bietet für zahlreicheAnwendungen in der Batterieproduktion hochgenaueLösungen. Diese reichen vom einzelnen Sensor bis zumkompletten Sensorsystem, von der Inline-Dickenmessungüber die präzise Maschinenüberwachung bis hin zur 3D-Oberflächeninspektion. Die Sensoren werden von führendenBatterieproduzenten und Automobilkonzernen weltweit eingesetztund überzeugen durch höchste Präzision und Zuverlässigkeit.Der Hersteller bietet Qualität und Lösungskompetenzsowohl für Serie als auch OEM-Anwendungen. Die Sensorsignalelassen sich verrechnen, bewerten oder über schlüsselfertigeTurnkey Solutions auswerten.Sensoren und Systeme von Micro-Epsilon kommen in denhochautomatisierten Prozessen bei allen Produktionsschrittenvon Anoden und Kathoden, Separatoren, und Aktivmaterial zumEinsatz. Sie messen hochgenau bei der Beschichtung, demKalandrieren, der Assemblierung bis hin zur Formierung. Insbesonderefür die Beschichtungslinien von Elektrodenfolien bietetMicro-Epsilon zahlreiche Lösungen. Die Sensorsysteme werdensowohl für Nassbeschichtungsprozesse als auch für Trockenbe-10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2025/02 www.industrielle-automation.net

SENSORIK UND MESSTECHNIKFOKUSBATTERIE INDUSTRIENeben kapazitiven Sensoren, kommen konfokal-chromatischeSensoren, Weißlicht-Interferometer und Lasersensoren zum Einsatz.Sie werden üblicherweise zur Überwachung und Regelungvon Nassbeschichtungsprozessen eingesetzt, eignen sich aberauch für Trockenprozesse.ZWEISEITIGE DICKENMESSUNG BEI DERELEKTRODENBESCHICHTUNGBei der zweiseitigen Dickenmessung sind je zwei Sensoren derReihe OptoNCDT 1900 LL gegenüberliegend angeordnet, wobeijeder Sensor den Abstand zur Batteriefolie misst. Dank der Synchronisierbarkeitin Zusammenspiel mit der präzisen Sensorausrichtungwird eine hohe Messgenauigkeit bei gleichzeitig hoherMessrate erzielt. Die Dickenwerte lassen sich zur Regelung desBeschichtungsauftrags und zur Qualitätssicherung heranziehen.Dank der Laser-Line-Strahlausführung ist dieser Sensor optimalfür Inline-Dickenmessungen in der Batteriezellenproduktion geeignet.Bei der Elektrodenbeschichtung handelt es sich um eineSENSORSIGNALE LASSEN SICHVERRECHNEN, BEWERTEN ODERSCHLÜSSELFERTIG AUSWERTENzuvor getrocknete Paste (den sogenannten Slurry), die beidseitigauf einer Aluminiumfolie (für die Kathode) beziehungsweise aufeiner Kupferfolie (für die Anode) aufgetragen wird. Beim anschließendenTrocknen und Kalandrieren entsteht eine teilweisesehr poröse Oberfläche. Die speziell für Messungen auf rauenOberflächen konzipierte kleine Laser-Linie eignet sich hervorragendfür diese Anwendung, da Unregelmäßigkeiten auf der Oberflächekompensiert werden. Die so erhaltenen Dickenwerte derbeschichteten Folie werden zur Qualitätssicherung herangezogen.Dank der hohen Genauigkeit sowie seiner sehr kompaktenGröße ist der OptoNCDT 1900 LL für diese Messaufgaben prädestiniert.Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Messaufgabenmit Laserklasse 2 zu lösen.schichtungen eingesetzt. Beschichtete Kupferfolien könnenebenso überwacht werden wie Aluminiumfolien. ProzesskritischeMessgrößen sind die Beschichtungsdicke, die Dicke derFolien, Bahnkantenposition und Coilabwicklung sowie die Überwachungdes Beschichtungsauftrags an den Rändern.DICKENMESSUNG VON BATTERIEFOLIENBei der Inline-Dickenmessung von Batteriefolien bewähren sichbeispielsweise kapazitive Sensoren. Diese verfügen über einengrößeren Messfleck, weshalb sich über die Flächenintegrationdes Sensors eine inhomogene Struktur kompensieren lässt. Darüberhinaus können die kapazitiven Sensoren auch bei hohenProzesstemperaturen von bis zu 200 °C eingesetzt werden. Dankintegrierter Temperaturkompensation liefern sie stabile Messwerteim Submikrometerbereich. Kapazitive Sensorik wurdefrüher vor allem in der Halbleiterindustrie für Reinraumanwendungeneingesetzt. Aufgrund innovativer Weiterentwicklung undAnpassung an die Industrieanforderungen, definieren sie nun einenneuen Standard in Abstands- und Dickenmessaufgaben überdie gesamte Prozesskette hinweg.KAPAZITIVE ABSTANDSSENSORENFür die Überwachung und Regelung von Kalander- und Beschichtungswalzenwerden im „state of the art“ meist induktiveSensoren eingesetzt. Da die Anforderungen der Endkunden undAnlagenbauer steigen, setzt Micro-Epsilon kapazitive Sensoren,häufig in flacher Bauform ein. Diese sind in verschiedenen Ausführungenverfügbar und erfassen den Walzenspalt mikrometergenau.Die kompakten Sensoren können in beengte Bauräumeintegriert werden, um direkt gegen die Walzen oder die Walzenaufhängungzu messen. Möglich ist die direkte Spaltmessung perIntegration an der Walze zum Beispiel mit einem nur 0,9 mm dickenFlachsensor. Der Sensor kann beidseitig messen und detektiertsomit zwei Abstände. Eine weitere Möglichkeit ist die indirekteSpaltmessung per Integration am Schaft mit einem äußerstkompakten kapazitiven Sensor von nur 4 × 3,5 mm. Die robusteAusführung sowie hohe Temperaturstabilität dieser Sensoren erlaubtden Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen.UNTERSCHEIDUNG VON SCHWARZTÖNENBei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus kommt es aufhöchste Präzision an. Bei diesem hochmodernen Fertigungsprozesswerden Trägerfolien mit einer Anode und einer Kathode zuwww.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 2025/02 11