隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展,電池作為核心組件,其安全性與性能優(yōu)化一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。電芯極片是電池構(gòu)造的基石,其制造過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)都直接關(guān)系到電池的整體表現(xiàn)與安全性。特別是在集流體經(jīng)過活性材料涂敷和輥壓之后,需要進(jìn)行分條和模切以得到符合設(shè)計(jì)尺寸的極片,在此過程中產(chǎn)生的毛刺或其他缺陷會(huì)影響電池的性能,增加內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn),成為影響電池安全性能的一大隱憂。
毛刺:電池安全的隱形挑戰(zhàn)者
毛刺,即電池極片在分條或模切后,在在電池極片箔材邊緣產(chǎn)生的尖銳金屬突起。這些不易察覺的銳利邊緣,在電池的正常使用過程中,可能會(huì)與電芯殼體搭接,使殼體產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕而導(dǎo)致電解液泄露引發(fā)電池包絕緣異常;更有甚者,可能會(huì)刺穿極片之間的隔膜,使正負(fù)極搭接短路導(dǎo)致電芯放電異常甚至熱失控。
因此,對(duì)極片進(jìn)行全面而細(xì)致的毛刺檢測(cè),能夠及早發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患和性能問題,不僅是防范于未然的必要之舉,更是提升電池整體可靠性和使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。檢測(cè)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性,直接關(guān)系到電池的質(zhì)量控制的嚴(yán)格度和安全管理的有效性,是確保每一塊電池都能安全、高效服務(wù)于各類應(yīng)用場(chǎng)景的重要保障。
傳統(tǒng)挑戰(zhàn):顯微鏡下的微觀世界
為了有效控制毛刺,電池制造商通常使用光學(xué)顯微鏡等儀器進(jìn)行檢查、分析和測(cè)量。IEEE 1625標(biāo)準(zhǔn)的第5.3.6.2節(jié)建議測(cè)量毛刺并將其與隔膜厚度公差限值進(jìn)行比較。一般毛刺控制的原則是其尺寸不超過隔膜厚度公差下限的50%。但這一過程充滿挑戰(zhàn),電池極片邊緣的形貌復(fù)雜,尤其是極片端面尺寸較小,僅有幾十個(gè)微米,且在顯微鏡下的微觀形貌不規(guī)則,人工檢測(cè)毛刺需要檢測(cè)人員具備極高的專業(yè)素養(yǎng)與經(jīng)驗(yàn)積累,但仍然難以避免疏漏,難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求,電池制造商往往需要投入更多的資源進(jìn)行毛刺檢測(cè)與控制。
蔡司工業(yè)顯微鏡Axio Zoom.V16:精準(zhǔn)高效,重塑檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
針對(duì)這一難題,蔡司推出了專門用于電池極片毛刺檢測(cè)的數(shù)碼顯微鏡解決方案。該方案基于先進(jìn)的光學(xué)數(shù)碼顯微鏡Axio Zoom.V16和以用戶工作流程為導(dǎo)向的ZEN core軟件,輔以極片夾持裝置和毛刺識(shí)別算法。這一方案不僅準(zhǔn)確度高、再現(xiàn)性好,而且檢測(cè)效率出色,有效解決了客戶在毛刺檢測(cè)方面的痛點(diǎn)。
卓越光學(xué)性能
ZEISS Axio Zoom.V16毛刺檢測(cè)方案采用專業(yè)平場(chǎng)復(fù)消色差遠(yuǎn)心物鏡和800w像素的專業(yè)相機(jī),可在56mm的大自由工作距離下,實(shí)現(xiàn)7x至112x光學(xué)放大倍率的連續(xù)調(diào)節(jié)。即使在1X的大視場(chǎng)物鏡下,最高光學(xué)平面分辨率也可達(dá)到0.7μm。
智能識(shí)別算法
搭配一致的毛刺識(shí)別算法,可根據(jù)用戶自定義設(shè)置毛刺識(shí)別標(biāo)準(zhǔn),大幅提高了毛刺識(shí)別和測(cè)量的準(zhǔn)確性,有效降低人為誤差。同時(shí),通過電動(dòng)及編碼組件和自動(dòng)化軟件工作流程,使每項(xiàng)檢測(cè)任務(wù)均能在一致的顯微鏡硬件和檢測(cè)軟件的配置下完成,有效保證了檢測(cè)的再現(xiàn)性。在相同任務(wù)的工作流程下,即使操作人員不同,也可獲得相同的結(jié)果,大幅降低操作人員之間的結(jié)果偏差。
自動(dòng)化工作流程
結(jié)合Zen core軟件,操作人員只需啟動(dòng)檢測(cè)流程,從掃描極片并采集圖像,到識(shí)別和測(cè)量毛刺,再到生成檢測(cè)報(bào)告,所有流程均自動(dòng)完成,無需值守即可獲得檢測(cè)結(jié)果,幫助用戶全面提升檢測(cè)效率。
靈活配置,滿足多樣化需求
為了滿足用戶多樣化、個(gè)性化的使用需求,蔡司同時(shí)提供了一系列不同的產(chǎn)品組合,采用蔡司專利的手動(dòng)工作臺(tái)可兼容140mm*90mm的極片樣品,搭配自動(dòng)或半自動(dòng)毛刺檢測(cè)流程來使用;也可根據(jù)實(shí)際大尺寸極片定制大行程工作臺(tái),結(jié)合自動(dòng)毛刺檢測(cè)程序?qū)崿F(xiàn)水平毛刺檢測(cè)和端面垂直毛刺檢測(cè)的自動(dòng)切換。
在新能源電池質(zhì)量與安全性的征途上,毛刺檢測(cè)是確保電池質(zhì)量和安全的重要環(huán)節(jié),采用ZEISS Axio Zoom.V16毛刺檢測(cè)系統(tǒng),將有助于提高毛刺檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率,構(gòu)建了一道堅(jiān)實(shí)的安全防線,為新能源電池的安全使用提供保障。
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