蔡司顯微鏡檢測鋰電池質量
在當前經濟環境充滿挑戰的大背景下，“新三樣”——電動載人汽車、鋰離子蓄電池和太陽能蓄電池，表現讓人眼前一亮1。2023年，“新三樣”的合計出口規模突破了萬億元大關，相較于上年增長了29.9%，高于整個出口增速29.3個百分點，這一增速甚至高出了整個出口增速29.3個百分點。
而在新能源汽車的成本、安全、性能、續航里程和生命周期等諸多要素中，動力電池都起著舉足輕重的作用2。性能優異、安全性好的動力鋰電池，離不開電池制造企業對于電池材料的持續研發投入和精益求精的工業質量控制。
電池的電極、電芯制造，是做好鋰電池產品的重要環節。電極片的生產中，經過漿料涂敷，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的尺寸。其關鍵質量要求是符合切割尺寸，不出現褶皺、脫粉、毛刺等現象。但隨著道具的磨損，會產生毛刺、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生的尖銳金屬突起。它的存在可能刺穿隔膜，引發鋰離子電池內部短路4。和消費電子產品的鋰電池毛刺控制的方法類似，為了有效控制毛刺，動力鋰電池工廠通常使用光學顯微鏡等儀器進行檢查、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形貌不規則、不平整。這為工廠質量檢測部門帶來了不小的挑戰，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，這無疑增加了負擔。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。該方案基于先進的光學數碼顯微鏡Axio Zoom V.16和以用戶工作流程為導向的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，有效解決了客戶在毛刺檢測方面的痛點。
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性能，即使在1x大視場物鏡下，光學平面分辨率也能達到0.7μm。兼顧檢測效率的同時，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，可以根據用戶的定義來設置毛刺識別標準，讓系統在統一的毛刺識別標準下作業，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。檢測系統通過電動及編碼組件和自動化軟件工作流程，使每項檢測任務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的自動化檢測流程，從自動掃描極片并采集圖像，到自動識別和測量極片邊緣毛刺，再到生成報告，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、個性化的需求，其開發團隊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，還是自動掃描工作流，大尺寸平臺，新型的樣品夾持方式和自動裝載、卸載樣品等定制化服務。如感興趣，請您聯系所在區域的蔡司銷售服務人員。
