HIOKI RM2610

HIOKI RM2610 Elektrodenwiderstands-Messsystem

Das RM2610 isoliert und quantifiziert die Widerstandseigenschaften von Elektrodenblechen, 

ein Hauptbestandteil von Lithium-Ionen-Batterien (LIBs), sowie für

Qualitätssicherungsteams in der Fertigung von Elektroden. Entwicklern ermöglicht es nicht

nur ein tieferes Verständnis über Materialeigenschaften während des Forschungs- und

Entwicklungsprozesses, sondern beschleunigt auch den Batterie-Designprozess, indem es

frühzeitig bewertet, ob ein Zellendesign vielversprechend genug ist, um weiterverfolgt zu

werden. In der Produktion stellt das RM2610 eine gleichbleibend hohe Qualität sicher, indem

es zuverlässig Abweichungen in den Eigenschaften der Elektroden erkennt. Durch die

frühzeitige Erkennung solcher Abweichungen lassen sich fehlerhafte Zellen minimieren,

Materialverluste reduzieren und hohe Produktionsausbeuten gewährleisten.

Das RM2610 bestimmt zwei zentrale elektrische Eigenschaften von Elektroden in einem

einzigen Messzyklus: den Volumenwiderstand der Elektrodenbeschichtung (O·cm) sowie

den Übergangswiderstand (O·cm2) zwischen der Beschichtung und der Ableiterfolie, die

entweder aus Aluminium oder Kupfer besteht. Diese beiden Parameter werden mithilfe einer

inversen numerischen Analyse präzise voneinander getrennt – was bislang aufgrund des

komplexen Mehrschichtaufbaus der Elektroden kaum möglich war.

Das Messsystem besteht aus mehreren Komponenten: Das

Elektrodenwiderstandsmessgerät RM2611 misst DC-Widerstände mittels der 4-Leiter-

Methode und bietet durch einen integrierten Multiplexer schnelle Scans mehrerer

Messpunkte. Zusätzlich ermöglicht es mithilfe des Temperatursensors Z2001 die Erfassung

der Umgebungstemperatur. Gesteuert wird das gesamte System über die auf einem

Windows-PC oder -Notebook installierte Widerstandsberechnungs-Software RM2612, die

anhand numerischer Analyseverfahren die exakten Widerstandswerte berechnet. Der

notwendige PC ist dabei nicht Teil des Systems und wird vom Anwender bereitgestellt. Die

Andruckeinheit RM9003 sorgt für die präzise Positionierung des Messkopfs RM9004, der 46

ultrafeine Prüfspitzen enthält, die mit der Elektrodenoberfläche in Kontakt treten. Diese

Prüfspitzen sind angewinkelt, um Beschädigungen bei der Messung zu minimieren.

Abgerundet wird das System durch das Multikern-Signalkabel RM9005, das das Messgerät

mit dem Messkopf verbindet.

Der Messvorgang beginnt, indem die 46 Prüfspitzen die Elektrodenoberfläche kontaktieren.

Anschließend wird zwischen zwei ausgewählten Prüfspitzen ein Strom angelegt, wodurch

sich eine dreidimensionale Potenzialverteilung in der Elektrode ausbildet. Diese

Potenzialverteilung wird erfasst und aus Messungen in verschiedenen Richtungen gemittelt,

um die Reproduzierbarkeit zu erhöhen. Anschließend wird ein rechnerisches Modell der

Elektrode erstellt, bei dem bekannte Parameter wie Dicke und Widerstand der Ableiterfolie

mit unbekannten Größen wie dem Volumenwiderstand der Beschichtung und dem

Übergangswiderstand kombiniert werden. Die RM2612-Software verwendet die Finite-

Volumen-Methode (FVM), um die Potenzialverteilung auf Basis der anfänglichen

Schätzwerte zu berechnen. Die gemessenen und berechneten Potenziale werden

verglichen, und das System passt die Widerstandswerte iterativ an, bis beide

übereinstimmen. Dieser Prozess stellt sicher, dass die endgültigen Werte die tatsächlichen

Widerstandseigenschaften der Elektrode korrekt widerspiegeln.

Für zuverlässige Ergebnisse verfügt das RM2610 zusätzlich über eine Auto-Range-Funktion,

die den optimalen Messbereich automatisch einstellt. Eine integrierte Kontaktprüffunktion

prüft dabei kontinuierlich, ob alle Prüfspitzen korrekten elektrischen Kontakt zur Elektrode

haben. Zur Sicherstellung der Prüfspitzen-Integrität ist außerdem eine separate

Inspektionsfunktion integriert, die mit einer speziellen Prüfplatine Kurzschlüsse und

Unterbrechungen in den Prüfspitzen erkennt und so die Messintegrität sicherstellt.

Wartungsarbeiten wie das Reinigen der Prüfspitzen werden durch eine Kippvorrichtung am

Messkopf erleichtert. Die Software stellt zudem Indikatoren wie Konsistenz, Fehlerquote und

Variationskoeffizient bereit, um die Messzuverlässigkeit zu überwachen.

Durch die präzise separate Bestimmung von Volumenwiderstand und Übergangswiderstand

liefert das RM2610 klare, verlässliche Kennwerte zur Beurteilung der Elektrodenqualität.

Entwickler können so schneller entscheiden, ob ein Zellendesign Potenzial für die weitere

Entwicklung bietet, und Hersteller erhalten zuverlässige Daten zur Sicherstellung einer

konstant hohen Produktqualität. Damit unterstützt das RM2610 effektiv die Optimierung von

Materialien und Produktionsprozessen – unverzichtbar, um den wachsenden Anforderungen

aus Elektromobilität, Unterhaltungselektronik und erneuerbaren Energien gerecht zu

werden.

Das Messsystem:

• Bestimmung von Übergangswiderständen
• Analyse von Zellmaterialwiderständen
• Isolierung und Berechnung des Verbundwiderstandes
• Berechnung des Grenzflächenwiderstandes

System bestehend aus folgenden Komponenten:

• Press Unit RM9003
• Test Fixture RM9004
• Connection Cable RM9005
• Electrode Resistance Meter RM2611
• Resistance Calculation Software RM2612

Hauptmärkte:

• Lithium-Ionen – Batteriehersteller
• Qualitätssicherung in Fertigungslinien
• Hersteller von Materialien für Lithium-Ionen - Batterien

Lieferumfang: RM2610, Temperatursensor Z2001, USB-Kabel, USB Software Lizenz, Kontrollplatine, Netzteil, Bedienungshandbuch 

https://www.hioki.com/euro-en/products/resistance-meters/resistance/id_6740