鋰(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)與其他類型的(de)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)區別在(zai)于(yu)其使用(yong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極材料(liao)含有的(de)主(zhu)要金屬元素為(wei)鋰(li)元素。鋰(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)按照電(dian)(dian)(dian)(dian)極材料(liao)的(de)不同可(ke)分為(wei):鋰(li)金屬電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)和鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)。

兩者(zhe)主要的(de)區別在于:前者(zhe)的(de)電極材(cai)(cai)料為金屬(shu)態(tai)的(de)鋰，后(hou)者(zhe)的(de)電極材(cai)(cai)料則是嵌(qian)鋰化合物即鋰離子在嵌(qian)入基(ji)體上發(fa)生嵌(qian)入反(fan)應所形成的(de)一種復合物。

由于(yu)鋰金屬電(dian)池(chi)(chi)存(cun)在無(wu)法多(duo)次使(shi)(shi)用或(huo)者多(duo)次使(shi)(shi)用會(hui)有安全隱患等缺點(dian)，即多(duo)次充放電(dian)會(hui)導致電(dian)池(chi)(chi)實際(ji)容(rong)量(liang)大幅降低，甚至會(hui)導致電(dian)池(chi)(chi)內部產生短路的情況(kuang)，所以(yi)目前在人們實際(ji)日常(chang)生活(huo)中(zhong)大范圍使(shi)(shi)用的都是鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)，通常(chang)人們簡稱(cheng)其為(wei)鋰電(dian)池(chi)(chi)。

圖片鋰電池結構圖

鋰(li)電池(chi)電極片(pian)作為(wei)鋰(li)電池(chi)最為(wei)核(he)心的(de)部(bu)件，其表面如果存在缺陷，則會給鋰(li)電池(chi)的(de)性能(neng)和使用壽命帶(dai)來(lai)不同(tong)程度的(de)影響，更有甚者，會帶(dai)來(lai)安(an)全隱(yin)患(huan)，所以在鋰(li)電池(chi)實際工業生產(chan)過程中對電極片(pian)表面進行缺陷檢(jian)測是十分必要(yao)的(de)。

而傳(chuan)統的(de)人工檢(jian)(jian)測(ce)方法費(fei)時費(fei)力，檢(jian)(jian)測(ce)效率低，而且還極容易出現缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)檢(jian)(jian)與誤檢(jian)(jian)的(de)情況，基于機器視覺(jue)的(de)鋰電(dian)(dian)池電(dian)(dian)極片表面缺(que)陷(xian)(xian)自動在線檢(jian)(jian)測(ce)方案以替(ti)代人工檢(jian)(jian)測(ce)。

01.鋰電池電極片在生產過程中的重要性

在(zai)實際工(gong)業生(sheng)(sheng)產(chan)中，鋰離子電(dian)池的生(sheng)(sheng)產(chan)過程主要可分為三(san)大(da)階(jie)段(duan):電(dian)極片生(sheng)(sheng)產(chan)階(jie)段(duan)，電(dian)芯制作階(jie)段(duan)和電(dian)池測(ce)試(shi)與(yu)組裝階(jie)段(duan)，而每一階(jie)段(duan)又包含多道工(gong)藝步(bu)驟。

電極片(pian)(pian)生產(chan)(chan)階(jie)(jie)段處于鋰離(li)子(zi)(zi)電池整個生產(chan)(chan)過(guo)程的(de)第一階(jie)(jie)段，該階(jie)(jie)段主要是(shi)生產(chan)(chan)制造出安全可(ke)靠的(de)鋰離(li)子(zi)(zi)電池正、負電極片(pian)(pian)，以(yi)便后續的(de)鋰電池生產(chan)(chan)。若(ruo)該階(jie)(jie)段的(de)生產(chan)(chan)出現了問題(ti)，則會直接(jie)影(ying)響(xiang)后續的(de)鋰離(li)子(zi)(zi)電池生產(chan)(chan)階(jie)(jie)段，從而影(ying)響(xiang)最(zui)終生產(chan)(chan)出的(de)鋰離(li)子(zi)(zi)電池的(de)性能和使用壽命。

鋰(li)電池極(ji)(ji)(ji)片(pian)由(you)三層式(shi)復(fu)合材(cai)料(liao)(liao)構成， 其中間層主體是金屬箔(bo)材(cai)，上下兩層主要(yao)(yao)以活(huo)性(xing)顆粒物(wu)質、粘結試劑和導(dao)電試齊利(li)等多種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)混(hun)合而成。作為鋰(li)電池的核心元件之(zhi)一，極(ji)(ji)(ji)片(pian)生產工(gong)藝較為復(fu)態雜，主要(yao)(yao)由(you)五道連(lian)續的工(gong)序(xu)組成，分別是漿料(liao)(liao)攪拌、漿料(liao)(liao)涂覆、極(ji)(ji)(ji)片(pian)干燥(zao)、極(ji)(ji)(ji)片(pian)混(hun)壓、極(ji)(ji)(ji)片(pian)分切，其中任(ren)何一個步驟出現問題都會使生產出的電極(ji)(ji)(ji)片(pian)產生缺陷。

鋰電(dian)池(chi)(chi)電(dian)極片是鋰離子電(dian)池(chi)(chi)的核心(xin)部(bu)件，如果鋰離子電(dian)池(chi)(chi)電(dian)極片表面存(cun)在缺陷，則(ze)會根據缺陷的位置、種(zhong)類、大小和數量給鋰離子電(dian)池(chi)(chi)的性能和使用壽命帶(dai)(dai)來不同程度的影響，更(geng)有甚者，會導致(zhi)電(dian)池(chi)(chi)在使用的過(guo)程發(fa)生爆炸，帶(dai)(dai)來安(an)全隱(yin)患(huan)。

02.鋰電池電極片表面缺陷類型

鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)極片(pian)(pian)整(zheng)個的(de)生產(chan)(chan)工(gong)藝流程是(shi)十分復雜的(de)，每一道工(gong)藝步(bu)驟都有嚴格的(de)要求，任(ren)何(he)一道工(gong)藝步(bu)驟出(chu)現問題，都有可(ke)能(neng)導致生產(chan)(chan)出(chu)的(de)電(dian)(dian)極片(pian)(pian)存(cun)在(zai)各種各樣(yang)的(de)缺(que)陷，從而影響后續(xu)生產(chan)(chan)出(chu)的(de)鋰(li)離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)質量。根(gen)據對(dui)采集(ji)到的(de)實際工(gong)業生產(chan)(chan)中鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)極片(pian)(pian)表面(mian)(mian)圖(tu)像的(de)分析，本文將常見的(de)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)極片(pian)(pian)表面(mian)(mian)存(cun)在(zai)的(de)缺(que)陷分為五類(lei)，分別為金(jin)屬泄露(lu)、脫碳、氣泡、條痕(hen)和顆粒(li)。

(a) 金屬泄露：指涂(tu)覆在(zai)金屬(shu)箔(bo)表面的(de)漿(jiang)料涂(tu)層未能完(wan)全覆蓋整個金屬(shu)箔(bo)，導(dao)致金屬(shu)箔(bo)裸(luo)露，從而形(xing)成(cheng)的(de)一類缺陷，該類缺陷一般(ban)是由于涂(tu)布不均勻或(huo)者(zhe)輥壓不合(he)理導(dao)致的(de)。

(b)脫碳：由于漿料制作過(guo)(guo)程中(zhong)漿料的(de)攪拌不(bu)充分(fen)導致(zhi)制配的(de)漿料中(zhong)各成分(fen)的(de)分(fen)布不(bu)均勻或者是(shi)涂(tu)布過(guo)(guo)程中(zhong)涂(tu)布不(bu)均勻等因素，導致(zhi)在后續的(de)烘干工藝過(guo)(guo)程中(zhong)，電極(ji)片的(de)某(mou)一區域的(de)漿料涂(tu)層中(zhong)導電劑(ji)石墨、炭(tan)黑的(de)含量偏少。

(c)氣泡：在涂布過程中(zhong)涂覆在金屬箔上的(de)漿料(liao)中(zhong)混(hun)入了氣體，使電極片(pian)在烘干的(de)過程中(zhong)某(mou)一(yi)圓形(xing)區域(yu)的(de)漿料(liao)涂層出現凹(ao)凸不平的(de)情況，從而形(xing)成的(de)一(yi)類缺陷。

(d) 條痕：經過涂布工(gong)藝后的(de)(de)電極片(pian)在橫向傳送(song)進(jin)行烘(hong)干的(de)(de)過程中，由于烘(hong)干溫(wen)度的(de)(de)變化導(dao)致(zhi)某一段(duan)條形區域過度烘(hong)干，從而形成了(le)條痕缺陷。

(e)顆粒：涂布過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)漿料混入了空(kong)空(kong)氣中(zhong)(zhong)的粉塵顆粒或(huo)者其他外界硬質顆粒，從而形(xing)成的一類缺陷(xian)。

03.基于機器視覺鋰電池極片缺陷檢測系統

基于機器視覺鋰電池極片缺(que)陷檢測，系統通過(guo)高亮工業(ye)相機識別極片的(de)圖像特征，并分析計算極片缺(que)陷的(de)特征信息，判(pan)斷(duan)產品(pin)是否(fou)符合(he)要求。同時(shi)對應輸出OK或NG信號(hao)，異常(chang)時(shi)給出異常(chang)信號(hao)。并在工控機存儲不(bu)合(he)格產品(pin)圖片，可保存檢測數據(ju)，供歷史數據(ju)查詢。

氣泡檢測

劃傷檢測

焊點檢測