摘要：數(shù)碼顯微系統(tǒng)有效解決了極片毛刺檢測中目視顯微鏡諸多弊端，且實際觀察、拍攝、測量過程操作更便捷，為動力電池規(guī)模制造及安全檢測助力，正在該領域規(guī)模化導入及快速滲透。

近年來電動車、儲能領域頻發(fā)的起火事故，引發(fā)大規(guī)模召回，責任主體波及國內(nèi)外制造商與電池企業(yè)。不僅讓涉事企業(yè)品牌形象受損，電池企業(yè)亦被要求承擔召回或更換電池的巨額費用。

而從已披露的安全事故原因看，鋰電池質(zhì)量缺陷是造成上述安全隱患的關鍵因素之一。越來越多的電池企業(yè)嘗到了電池生產(chǎn)缺陷釀成的苦果，部分甚至遭受毀滅性打擊，慘痛的歷史為所有電池企業(yè)敲響了安全警鐘。

尤其是動力電池大規(guī)模擴產(chǎn)新周期，電池企業(yè)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高品質(zhì)管控及安全要求越來越嚴苛。作為電池安全的一道重要關卡，鋰電檢測設備的重要性不言而喻。

基于此，國內(nèi)外電池企業(yè)為實現(xiàn)高品質(zhì)及高安全性能電池產(chǎn)品生產(chǎn)，集體制定高于國標的檢測裝備，安全試驗裝備不再停留在“花架子”工程上，積極加快精密儀器、檢測設備在產(chǎn)線及不良品檢測領域的規(guī)模導入。

動力電池大規(guī)模制造啟動新周期，包括寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科、億緯動力、欣旺達等動力電池企業(yè)為保證規(guī)模產(chǎn)能制造的安全性，積極加大包括數(shù)碼顯微系統(tǒng)在內(nèi)的精密測試儀器的規(guī)模導入及應用。

安全不容忽視 直擊極片毛刺檢測設備痛點

在模切與疊片工序中，極片毛刺、粉塵不僅會降低電池能量密度，更重要的是一旦擊穿隔膜，將直接造成自放電或電池內(nèi)部短路，嚴重將引發(fā)安全隱患。因此，如何控制沖切時的毛刺大小，減小沖切產(chǎn)生的粉塵，以及在極片轉(zhuǎn)運過程中避免毛刺的產(chǎn)生，已經(jīng)成為上述兩大核心工序面臨的最大難題。

但，極片毛刺檢測領域目前普遍采用的是體視顯微鏡，存在景深不夠、倍率不足、部分不帶測量功能、操作繁瑣等痛點，為滿足客戶需求部分甚至要多臺機器才能滿足需求，無法滿足電池企業(yè)毛刺檢測環(huán)節(jié)嚴苛需求及高效制造目標。

在極片毛刺檢測環(huán)節(jié)，部分目視顯微鏡因景深不夠，無法看清全貌，只能看清局部。造成的弊端是，實際測量時可能將7μm數(shù)據(jù)測成3μm，存在較大的安全風險。

而基恩士數(shù)碼顯微系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅解決了目視顯微鏡諸多痛點，電池企業(yè)在實際觀察、拍攝、測量時使用也更為便捷，為動力電池規(guī)模制造及安全檢測助力，正在動力電池極片檢測領域規(guī)?；瘜爰翱焖贊B透。

基恩士VHX系列數(shù)碼顯微鏡瓦解極片毛刺檢測“頑疾”

作為傳感器和測量儀的國際化綜合供應商，基恩士在數(shù)碼顯微鏡領域擁有30年以上歷史，產(chǎn)品廣泛應用于各大領域，產(chǎn)品技術十分完善。

其中，基恩士VHX系列數(shù)碼顯微系統(tǒng)，觀測樣品時看得更細、更清楚，一臺設備即可實現(xiàn)0.1到6000倍的倍率觀察，支持2D/3D測量及圖片保存，相關產(chǎn)品已經(jīng)在動力電池領域規(guī)模應用，且客戶反饋十分不錯。

針對極片有無毛刺、長度是否在規(guī)格內(nèi)等檢測需求，VHX系列數(shù)碼顯微鏡通過大平臺夾具單片移動檢測和卷繞多層大范圍檢測兩大檢測方式實現(xiàn)。

上圖:VHX系列夾具單片豎直截面毛刺檢測； 

（特別說明：本文所有檢測應用圖片均來自VHX系列，考慮讀者體驗，文中其他圖片不再標注VHX系列來源，請知悉。）

具體來看，VHX系列先采用100倍倍率查看3.5mm左右長度的極片視野范圍，一旦發(fā)現(xiàn)異常，進一步切換300倍、500倍、800倍倍率進行毛刺判定與測量。

100倍率極片檢測。

在高倍率觀察時，難免出現(xiàn)景深問題，看不清有凹凸樣品的表面，常規(guī)產(chǎn)品通常需要調(diào)整進行對焦，VHX系列僅需簡單按鍵即可實現(xiàn)全幅對焦的清晰凸顯，快速看清表面。

VHX系列全幅對焦圖（上面）與無全幅對焦效果圖（下面）對比。

同時，VHX系列擁有再現(xiàn)拍攝功能，到達標準拍攝條件時，操作人員簡單點擊標準圖片，自動拍攝出標準效果，對使用人員及使用成熟度依賴低。因此，VHX系列擁有非常高的清晰度和出色的操作性。

多應用場景護航電池安全

目前，VHX系列數(shù)碼顯微系統(tǒng)已經(jīng)在動力電池領域規(guī)模應用，客戶反饋十分不錯。除毛刺檢測外，其核心應用場景還包括極片缺陷分析，來料銅箔銅屑、鋁箔鋁屑檢測，鋁殼或鋼殼表面電鍍不良或擊穿分析，圓刀和模刀檢測。

極片缺陷分析環(huán)節(jié)，極片開裂、掉料或偏移，極片表面多孔洞或疏松，將造成鋰電池能量密度降低，且容易引發(fā)安全隱患。VHX系列通過100倍查看3.5mm左右長度的極片視野范圍，發(fā)現(xiàn)極片缺陷。

上圖：極片開裂檢測。

來料銅箔銅屑、鋁箔鋁屑檢測環(huán)節(jié)，銅箔、銅屑或鋁箔、鋁屑太大或過多，一旦金屬單質(zhì)累積到一定程度，其堅硬的棱角容易穿刺隔膜，進而造成電池自放電，引發(fā)安全隱患。

VHX系列數(shù)碼顯微系統(tǒng)通過在銅箔或鋁箔切割面，采取黑色膠帶粘黏，進一步放到顯微鏡下實現(xiàn)實時深度合成功能觀測。

來料銅箔的銅屑檢測

殼體防爆閥檢測與殼體底部焊接檢測環(huán)節(jié)，動力電池防爆裝置一般采用刻痕或焊防爆膜。為降低電池爆炸的沖擊或傷害，大部分鋰電池均會采用防爆閥，由激光切割和沖壓的方式加工，而加工的深度直接影響防爆閥的有效性及安全性，且裂紋或嚴重熱影響均會造成安全隱患。如深度不夠無法起到防爆作用，但深度過深則存在穿透風險。

VHX系列顯微鏡通過3D圖像拼接后，首先觀測是否有裂紋或嚴重熱影響；然后設置基準面，自動識別防爆閥最深點。

上圖：觀察激光切割后是否有裂紋或嚴重熱影響

激光切割極片、極耳和箔材的熱影響和熔珠堆疊檢測環(huán)節(jié)，激光切割技術通過高功率密度激光束照射切割的電池極片，局部溫度快速加熱至很高的溫度，迅速融化、汽化、燒蝕或達到燃點而形成孔洞。而隨著光束在極片上移動，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫，完成對極片的切割。但伴隨而來的問題是，巨大的激光熱影響片區(qū)及熔珠的產(chǎn)生。

而VHX系列在該環(huán)節(jié)的作用也十分明顯，可以檢測熱影響區(qū)域?qū)挾?、檢測熔珠大小、熔珠堆疊厚度和寬度等影響電池安全的參數(shù)，避免因激光切割弊端引發(fā)的安全隱患。

上圖：激光切割熱影響

上圖：熔珠大小 

圓刀、模刀和焊頭焊座等檢測環(huán)節(jié)，刀具作為分條分切極片最重要的工具，一旦刀具存在崩缺、表面不平等情況，則由切斷變?yōu)槔瓟?，容易引起極片毛刺、掉料或開裂等問題，嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)。

針對不同刀具VHX系列數(shù)碼顯微系統(tǒng)的產(chǎn)品策略略有不同，如圓刀測量時，通過轉(zhuǎn)動圓刀上下刀，直接放到顯微鏡下，先100-200倍粗略觀察，找到缺陷，進行高倍測量；先100-200倍粗略觀察，找到缺陷，高倍測量；對于模刀檢測，則需要3D合成后再來觀測是否有崩缺。

上圖：崩缺檢測； 

值得一提的是，滿足客戶以上多應用場景的精確檢測需求外，VHX系列強大的圖片編輯功能讓客戶輕松應對客訴。實現(xiàn)圖片拍攝之余，該產(chǎn)品能夠?qū)σ呀?jīng)拍攝照片進行編輯處理，直接生成報告，快速應對客訴，節(jié)約客戶時間，得到效果良好的多信息圖片。

與此同時，VHX系列產(chǎn)品圖像捕捉時間短，一體化設備，操作方式簡單易學，可以輕松拍出高質(zhì)量圖像，客戶對問題及處理措施易懂，維修減少、客戶滿意度提升。

綜合來看，憑借高景深、高倍率、操作便捷性等諸多性能優(yōu)勢，基恩士VHX系列數(shù)碼顯微系統(tǒng)在研發(fā)、生產(chǎn)和測試、質(zhì)量控制與保障及電池失效分析等諸多環(huán)節(jié)，均是分析部件和樣品并生成檢測報告的理想儀器。

可以預見的是，面向TWh時代，動力電池大規(guī)模制造奔襲，以數(shù)碼顯微系統(tǒng)為代表的精密檢測設備需求及滲透將大幅攀升，基恩士VHX系列產(chǎn)品也將迎來其需求的爆發(fā)期。

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