Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Es gibt sie für zahlreiche Anwendungen wie Smartphones, Tablets und Notebooks, aber auch im Bereich der E-Mobilität und in der Luft- und Raumfahrt nimmt ihre Bedeutung rasant zu. Die intensive Prüfung von Batterien ist nicht nur wichtig, um ihre Qualität und Funktion zu gewährleisten, sondern vor allem auch unter Sicherheitsaspekten.

Nach dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) als Gefahrgut deklariert, können beispielsweise Kurzschlüsse und sogar Brände durch fehlerhafte Montage oder ein undichtes Gehäuse entstehen.

Die effektivste Prüfmethode für Batterien ist die zerstörungsfreie Röntgentechnik. Es ist die einzige Methode, die die inneren Strukturen durch das Gehäuse hindurch sichtbar macht, und auch bereits in Geräte eingebaute Batterien können sicher und genau untersucht werden, ohne dass sie ausgebaut oder geöffnet werden müssen. Durch den Einsatz der dreidimensionalen Computertomografie ist die präzise und zuverlässige Analyse eines Prüfobjekts durch Vergrößerung, Drehung und Zerschneiden des virtuellen 3D-Volumens an beliebigen Stellen möglich.

Die ausgefeilte Rekonstruktions- und Visualisierungssoftware Cera ist nicht mehr darauf angewiesen, das gesamte Röntgenbildpaket über 360° zu verarbeiten, sondern berechnet bereits ab 180° das komplette 3D-Volumen ohne erkennbare Unterschiede. Auf diese Weise ist es möglich, Geräte so nah an die Röntgenröhre zu bringen, dass alle Details im Mikrometerbereich mit höchster Auflösung erfasst werden. In diesem Beispiel haben wir eine Powerbank mit einem Teilscan über 220° untersucht. Spezielle Filter optimierten die Bildqualität durch Korrektur von Artefakten und Strahlenaufhärtung.

Die Ergebnisse dieser Inspektion sind wirklich beeindruckend:

Abb. 1: Präzise Manipulation mit dem FF35 CT System
mit automatischem Kollisionsschutz.

Abb. 2 und 3: Der virtuelle Schnitt durch das 3D-Volumen zeigt deutlich, dass die Überlappungen
der Anoden ausreichen, um einen Kurzschluss oder ein thermisches Durchgehen zu verhindern.

Abb. 4: Delamination und Risse können zu einer Verringerung der Kapazität und Lebensdauer
oder sogar zum Ausfall einer Batterie führen.