蔡司顯微鏡檢測鋰電池質(zhì)量
在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境充滿挑戰(zhàn)的大背景下，“新三樣”——電動(dòng)載人汽車、鋰離子蓄電池和太陽能蓄電池，表現(xiàn)讓人眼前一亮1。2023年，“新三樣”的合計(jì)出口規(guī)模突破了萬億元大關(guān)，相較于上年增長了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)。
而在新能源汽車的成本、安全、性能、續(xù)航里程和生命周期等諸多要素中，動(dòng)力電池都起著舉足輕重的作用2。性能優(yōu)異、安全性好的動(dòng)力鋰電池，離不開電池制造企業(yè)對于電池材料的持續(xù)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(jié)。電極片的生產(chǎn)中，經(jīng)過漿料涂敷，干燥和輥壓之后，電池電極片需要通過模切和分條形成對應(yīng)的尺寸。其關(guān)鍵質(zhì)量要求是符合切割尺寸，不出現(xiàn)褶皺、脫粉、毛刺等現(xiàn)象。但隨著道具的磨損，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(nèi)部，刺破隔膜，使得電芯存在內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn)，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(nèi)部短路4。和消費(fèi)電子產(chǎn)品的鋰電池毛刺控制的方法類似，為了有效控制毛刺，動(dòng)力鋰電池工廠通常使用光學(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，毛刺長度超過公差下限不會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部短路5。
然而，電池極片邊緣的形貌復(fù)雜，包括正負(fù)極的活性材料層和集流體層，且其在蔡司顯微鏡下的微觀形貌不規(guī)則、不平整。這為工廠質(zhì)量檢測部門帶來了不小的挑戰(zhàn)，尤其是在識別、定位和顯微鏡聚焦方面。為了準(zhǔn)確、無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，這無疑增加了負(fù)擔(dān)。針對這一難題，蔡司推出了專門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(shù)碼顯微鏡Axio Zoom V.16和以用戶工作流程為導(dǎo)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(zhǔn)確度高、再現(xiàn)性好，而且檢測效率出色，有效解決了客戶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(zhǔn)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大視場物鏡下，光學(xué)平面分辨率也能達(dá)到0.7μm。兼顧檢測效率的同時(shí)，提高了用戶的檢出精度。此外，蔡司的毛刺檢測軟件采用一致的檢測算法，可以根據(jù)用戶的定義來設(shè)置毛刺識別標(biāo)準(zhǔn)，讓系統(tǒng)在統(tǒng)一的毛刺識別標(biāo)準(zhǔn)下作業(yè)，使結(jié)果更準(zhǔn)確。該解決方案還能有效減少操作人員之間的結(jié)果偏差。檢測系統(tǒng)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(jié)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(bào)告，幫助用戶全面提升檢測效率。蔡司顯微鏡為了滿足客戶的多樣化、個(gè)性化的需求，其開發(fā)團(tuán)隊(duì)可為用戶深度定制檢測流程和軟件算法。無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(tái)，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(qū)域的蔡司銷售服務(wù)人員。
