高精度針孔檢測設(shè)備
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2023-01-10 09:33:07 精質(zhì)視覺
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動交通工具、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域。近年來，政府又相繼出臺了《促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》等相關(guān)政策文件支持鋰電行業(yè)發(fā)展。
市場需求疊加利好政策，為中國鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展營造了良好的發(fā)展環(huán)境。中國已連續(xù)五年成為全球最大的鋰電池消費市場。2021年，全球鋰離子電池市場規(guī)模達到545GWh，其中，中國鋰離子電池市場規(guī)模約324GWh，約占全球市場的59.4%，而中國鋰電企業(yè)銷量合計達382GWh，中國企業(yè)在全球市場的占有率達到70%。
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬的化學特性非?；顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。鋰電行業(yè)對產(chǎn)線良品率的要求越來越高，這給機器視覺等智能化產(chǎn)品帶來良好的落地條件。根據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)最新發(fā)布的《2022年機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍皮書》顯示，鋰電行業(yè)未來5-10年將成機器視覺主要增長的拉動“引擎”之一。
鋰電池制造常見缺陷
一、極片缺陷
極片作為鋰電池的要件直接決定其電化學性能及安全性，但是極片在涂覆、輥壓等生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能會產(chǎn)生各種缺陷。
1.涂布缺陷
極片作為鋰電池的重要組成部分，在對其進行涂布操作時，受涂布工藝影響，涂布過程會不可避免的產(chǎn)生褶皺、漏金屬、亮點、粘料、波浪紋等十多種缺陷，這些缺陷會嚴重降低鋰電池的質(zhì)量與安全性。因此實現(xiàn)鋰電池極片涂布缺陷的準確檢測，對提高鋰電池質(zhì)量具有重要意義。
2.正負極冗余度缺陷
為了防止鋰枝晶的出現(xiàn)，要求鋰電池的負極比正極有一定長度的冗余，并且電極要排列整齊，不能出現(xiàn)較大程度的彎曲和變形。鋰電池的制造工藝是影響電池性能的主要因素。制造鋰電池的工藝流程主要有以下幾道工序：混料、涂布、干燥、輥壓、卷繞或疊片、注液、封口、化成和成型等。在卷繞或疊片的過程中，電池正負極片的相對位置會產(chǎn)生一定波動，使正負極片的邊界距離發(fā)生變化，可能會有負極冗余度過大或無冗余度等質(zhì)量問題的發(fā)生。
3.超聲波焊接
超聲波焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電芯、模組、PACK生產(chǎn)中集流體、電芯極耳、母排等之間的焊接串并聯(lián)。焊接品質(zhì)的好壞直接關(guān)系到鋰電池的安全性能以及消費者的生命財產(chǎn)安全。如何更好地對超聲波焊接過程中品質(zhì)異常波動進行有效監(jiān)控，提升超聲波焊接品質(zhì)能力，一直以來是超聲波焊接行業(yè)一大難題。
二、圓柱電芯缺陷
圓柱鋰電池的制造過程中，底部金屬表面受到碰撞而形成的凹坑缺陷，可能會導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，甚至發(fā)生自燃爆炸，因此凹坑是圓柱鋰電池缺陷檢測的重要指標之一。
1.端面缺陷
在生產(chǎn)和運輸過程中會造成電池表面產(chǎn)生不可逆的破壞，其中在電池端面形成的缺陷有金屬面氧化，金屬面麻點，金屬面焊穿。金屬面變形、金屬面壓痕、正極漏液、正極位置偏移、覆膜褶皺和覆膜破損等。
2.端面凹坑缺陷
圓柱鋰電池底部金屬表面受到擠壓而形成凹坑缺陷， 凹坑形狀多樣、尺寸不一、深淺不同。凹坑嚴重影響鋰電池的使用性能和壽命，因此凹坑是圓柱鋰電池缺陷檢測的重要指標之一。
三、軟包電芯
常規(guī)的軟包電芯的極耳是片狀、柔軟的多層結(jié)構(gòu)，常用的焊接方式有激光焊接、超聲波焊接等，在焊接過程中容易因裝夾、壓刀收攏等工序而產(chǎn)生褶皺、破損及翻折等缺陷。
目前，國內(nèi)對極耳焊后產(chǎn)生的的缺陷檢測主要是依靠人工經(jīng)驗肉眼檢測判斷，缺乏相應(yīng)的、比較系統(tǒng)的缺陷檢測規(guī)程作指導(dǎo)，而且受人為主觀因素的影響很大，很難保證檢測的準確度和效率。而借助機器視覺技術(shù)快速和精準地實現(xiàn)鋰電芯極耳焊后的缺陷檢測。
AI視覺系統(tǒng)把關(guān)鋰電池質(zhì)檢提升質(zhì)量
機器視覺的技術(shù)核心在于圖像識別和信息處理，可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)、交通等多行業(yè)的智能化過程中，尤其是在工業(yè)制造領(lǐng)域，憑借優(yōu)秀的質(zhì)量檢測能力獲得眾多生產(chǎn)廠家的青睞。在鋰電池高品質(zhì)、高安全性的要求不斷提高以及企業(yè)生產(chǎn)提出降本增效的背景下，在鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)引入機器視覺設(shè)備成為行業(yè)熱潮。
“客戶的核心訴求是降本增效，機器必須在成本賬上算過人工。相較于傳統(tǒng)檢測方法，機器視覺對鋰電池的檢測效率可提升2倍以上，在降低人工成本的基礎(chǔ)上，檢測效率大幅提升，真正幫助企業(yè)實現(xiàn)了降本增效。”專注于機器視覺領(lǐng)域的深眸科技技術(shù)總監(jiān)說道。
鋰電行業(yè)大規(guī)模擴張伴隨著生產(chǎn)多元化。當前，鋰電池行業(yè)在我國還處于高速發(fā)展期，大規(guī)模擴大生產(chǎn)的同時伴隨著生產(chǎn)標準的多元化，不同規(guī)格、不同場景對鋰電池檢測環(huán)境、檢測速度、檢測精度以及檢測參數(shù)都有不同的要求。面對復(fù)雜的下游市場，深眸科技深入調(diào)研鋰電池的生產(chǎn)流程工藝，不斷加大投入，促進技術(shù)迭代升級，以適應(yīng)不同規(guī)格的鋰電池缺陷檢測。
相較于其他行業(yè)，鋰電下游應(yīng)用事關(guān)消費者人身安全，因此鋰電產(chǎn)業(yè)對缺陷率的追求正在從百萬分之一級別向十億分之一提升。傳統(tǒng)檢測方式無法完成任務(wù)，但機器視覺以相機、傳動、環(huán)境光抑制、算法降噪等多技術(shù)的相互配合能夠發(fā)揮出超常的檢測能力，將每一份安全隱患扼殺在出廠前。
機器視覺在鋰電池中的應(yīng)用規(guī)模隨著智能化程度的提升在快速增長，但從目前來看滲透率仍然偏低，鋰電池產(chǎn)業(yè)在提高智能化檢測水平上還有較大空間。
