蔡司顯微鏡檢測鋰電池質(zhì)量
在當前經(jīng)濟環(huán)境充滿(mǎn)挑戰的大背景下，“新三樣”——電動(dòng)載人汽車(chē)、鋰離子蓄電池和太陽(yáng)能蓄電池，表現讓人眼前一亮1。2023年，“新三樣”的合計出口規模突破了萬(wàn)億元大關(guān)，相較于上年增長(cháng)了29.9%，高于整個(gè)出口增速29.3個(gè)百分點(diǎn)，這一增速甚至高出了整個(gè)出口增速29.3個(gè)百分點(diǎn)。
而在新能源汽車(chē)的成本、安全、性能、續航里程和生命周期等諸多要素中，動(dòng)力電池都起著(zhù)舉足輕重的作用2。性能優(yōu)異、安全性好的動(dòng)力鋰電池，離不開(kāi)電池制造企業(yè)對于電池材料的持續研發(fā)投入和精益求精的工業(yè)質(zhì)量控制。
電池的電極、電芯制造，是做好鋰電池產(chǎn)品的重要環(huán)節。電極片的生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)漿料涂敷，干燥和輥壓之后，電池電極片需要通過(guò)模切和分條形成對應的尺寸。其關(guān)鍵質(zhì)量要求是符合切割尺寸，不出現褶皺、脫粉、毛刺等現象。但隨著(zhù)道具的磨損，會(huì )產(chǎn)生毛刺、波浪邊和脫粉層。其中，極片毛刺可能直接或掉落到卷芯內部，刺破隔膜，使得電芯存在內部短路風(fēng)險，直接影響電池安全3。
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。它的存在可能刺穿隔膜，引發(fā)鋰離子電池內部短路4。和消費電子產(chǎn)品的鋰電池毛刺控制的方法類(lèi)似，為了有效控制毛刺，動(dòng)力鋰電池工廠(chǎng)通常使用光學(xué)顯微鏡等儀器進(jìn)行檢查、分析和測量。一般毛刺控制的原則是其尺寸不得超過(guò)隔膜厚度公差下限的50%，除非有充分的工程分析證明，毛刺長(cháng)度超過(guò)公差下限不會(huì )導致內部短路5。
然而，電池極片邊緣的形貌復雜，包括正負極的活性材料層和集流體層，且其在蔡司顯微鏡下的微觀(guān)形貌不規則、不平整。這為工廠(chǎng)質(zhì)量檢測部門(mén)帶來(lái)了不小的挑戰，尤其是在識別、定位和顯微鏡聚焦方面。為了準確、無(wú)遺漏地檢測出極片邊緣的毛刺，電池制造商往往需要投入更多的檢測資源，這無(wú)疑增加了負擔。針對這一難題，蔡司推出了專(zhuān)門(mén)用于電池極片毛刺檢測的蔡司顯微鏡解決方案。該方案基于先進(jìn)的光學(xué)數碼顯微鏡Axio Zoom V.16和以用戶(hù)工作流程為導向的ZEN core軟件，輔以毛刺識別、測量軟件和極片夾持裝置。這一方案不僅準確度高、再現性好，而且檢測效率出色，有效解決了客戶(hù)在毛刺檢測方面的痛點(diǎn)。
蔡司的毛刺檢測解決方案提升了毛刺識別和測量的精準度，有效降低了人為誤差。蔡司出色的顯微鏡光學(xué)性能，即使在1x大視場(chǎng)物鏡下，光學(xué)平面分辨率也能達到0.7μm。兼顧檢測效率的同時(shí)，提高了用戶(hù)的檢出精度。此外，蔡司的毛刺檢測軟件采用一致的檢測算法，可以根據用戶(hù)的定義來(lái)設置毛刺識別標準，讓系統在統一的毛刺識別標準下作業(yè)，使結果更準確。該解決方案還能有效減少操作人員之間的結果偏差。檢測系統通過(guò)電動(dòng)及編碼組件和自動(dòng)化軟件工作流程，使每項檢測任務(wù)均能在一致的顯微鏡硬件和檢測軟件的配置下完成。在相同任務(wù)的工作流程下，即使操作人員不同，也可獲得相同結果。
值得一提的是，蔡司的毛刺檢測解決方案還能自動(dòng)識別和測量毛刺，取代人工識別和測量的繁瑣操作。其基于ZEN core的自動(dòng)化檢測流程，從自動(dòng)掃描極片并采集圖像，到自動(dòng)識別和測量極片邊緣毛刺，再到生成報告，幫助用戶(hù)全面提升檢測效率。蔡司顯微鏡為了滿(mǎn)足客戶(hù)的多樣化、個(gè)性化的需求，其開(kāi)發(fā)團隊可為用戶(hù)深度定制檢測流程和軟件算法。無(wú)論是可識別特定缺陷的定制化軟件算法，還是自動(dòng)掃描工作流，大尺寸平臺，新型的樣品夾持方式和自動(dòng)裝載、卸載樣品等定制化服務(wù)。如感興趣，請您聯(lián)系所在區域的蔡司銷(xiāo)售服務(wù)人員。
