Control de calidad en la fabricación de baterías a lo largo de toda la cadena de creación de valor

02-jun-2025

El control de calidad en línea en la producción de baterías es un sector muy demandado pero también muy exigente dentro de un proceso que presenta muchas ramas. Esto se aplica también a los distintos niveles de la producción de baterías: electrodo, células, módulos y paquetes, así como el desmontaje y el reciclado. Siempre sin perder de vista la eficiencia global de los equipos (OEE). Un papel importante lo juega aquí la combinación de software adecuado para sensores, cámaras o sistemas de inspección, así como el software asistido por IA para le evaluación de los datos generados que son relevantes para la calidad.

 

Inline quality control in battery production
Inline quality control in battery production
La producción de baterías para vehículos eléctricos y los sistemas fijos de almacenamiento de energía (Energy Storage Systems, ESS) constituye un proceso extraordinariamente complejo. Por tanto resulta también enormemente complicado que el usuario o la instalación alcancen una baja tasa de productos desechados. 
 

Mejora de la calidad como factor clave 

Por este motivo ,las “gigafactorías” de producción de baterías cuentan por norma general
con numerosas estaciones para la comprobación de la calidad. El objetivo es desechar los componentes defectuosos de inmediato, si es posible antes del siguiente paso de procesamiento.
 
De esta forma se ahorran costes y la empresa explotadora tiene la posibilidad de detectar a tiempo las irregularidades en el proceso y solucionarlas rápidamente. Y todo ello sin afectar negativamente al rendimiento, ya que la producción de baterías, pese a su gran complejidad, es un proceso muy sensible a los costes. Los clientes de la industria del automóvil mantienen la expectativa de unos precios por kWh siempre a la baja, lo que supone una competencia feroz entre los fabricantes internacionales de baterías. Y esto se traduce en la necesidad de una supervisión permanente de los parámetros de calidad para que esta se mantenga estable, tanto al arrancar la producción como durante el funcionamiento de las plantas, y para todos las etapas de la fabricación de baterías: células, módulos y paquetes completos.
 
despite its complexity, battery manufacturing is a very cost-sensitive process
despite its complexity, battery manufacturing is a very cost-sensitive process

Un factor fundamental: la eficiencia global de los equipos (OEE)

Un parámetro clave para medir la eficiencia de una planta o línea de producción es la “Overall Equipment Efficiency” (OEE), lo que en español se conoce como eficiencia global de los equipos. Esta forma parte del concepto “Total Productive Maintenance” o mantenimiento productivo total, cuyo objetivo es mantener una producción eficiente y sin interrupciones de forma continua. 
 
Para alcanzar este objetivo o acercarse a él lo más posible es necesario un control continuo de los procesos, idealmente de la forma más rápida y precisa posible y en circuitos de regulación, a fin de poder reaccionar rápidamente. Así se consigue una producción (de baterías) con alto rendimiento, alta calidad y valores mínimos de desechos y tiempos de inactividad.
 
 “Overall equipment effectiveness” (OEE) is a tried-and-proven KPI for the efficiency of a production plant or line.
 “Overall equipment effectiveness” (OEE) is a tried-and-proven KPI for the efficiency of a production plant or line.

La gama completa de control de calidad en línea, de un único proveedor

El requisito necesario para ello es el uso de los más modernos sensores para el control de calidad en línea. SICK ofrece tanto los correspondientes sistemas de sensores y cámaras y otras tecnologías como también los conocimientos técnicos necesarios para la producción de baterías a fin de elegir el control de calidad más adecuado e integrarlo en el proceso.

El usuario puede optar entre una gran variedad de tecnologías y aplicaciones disponibles de un único proveedor. La gama oscila entre los relativamente sencillos sensores 1D, pasando por el procesamiento de imágenes en 2D hasta los exigentes sistemas de inspección 3D. Todas las soluciones se escalan fácilmente en función de su potencia y, gracias a su conectividad global, las señales emitidas pueden evaluarse de diferentes maneras o enviarse para su procesamiento en la infraestructura informática (MES, PPS, ERP...).

use of state-of-the-art sensor technology for inline quality control
use of state-of-the-art sensor technology for inline quality control

Ejemplos de soluciones de sensores en el aseguramiento de la calidad en la producción de baterías.

Desde la fabricación de electrodos, pasando por el testado de calidad en las células hasta las pruebas globales en módulos y paquetes: las soluciones de SICK cubren la cadena completa de procesos en la producción de baterías. A continuación, algunos ejemplos de aplicaciones y su solución de sensores adecuada.

  • Detección de roturas y agujeros en las láminas de electrodos (rejilla fotoeléctrica MLG-02)
  • Medición de la distancia en descargadores de electrodos (sensor de visión 2D InspectorP61x)
  • Inspección de tapas de células redondas (2D-BVA con Deep Learning/“Anomaly Detection”)
  • Inspección de posibles arañazos, abombamientos o penetración de aire en células prismáticas y láminas de aislamiento (3D-BVA/Ruler o Ranger 39)
  • Comprobación de puntos de soldadura (Busbar) en módulos y paquetes (D-BVA, Ruler)
  • Detección de cuerpos extraños en la fabricación de paquetes (Ranger3, Foreign Object Detection System)
  • Medición de la temperatura; “Hotspot Detection” para evitar incendios (sensores de temperatura)

 

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Virtual tool for sensor solutions in battery production
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E-guide for quality control in battery production
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