锂离子电池生产在线测量与控制解决方案

锂离子电池的一些关键应用

因此，尽快通过连续过程监控可靠检测出锂离子电池组件中的缺陷，确保最佳的性能和安全水平至关重要。早期缺陷识别还可以减少原材料浪费，并将维修或质量控制不合格调查期间成本较高的生产停工风险（可能会蚕食公司的利润）降至最低。厚度、外涂层、阴极和阳极层、隔膜都可能出现不均匀现象，同时碎屑、剥落材料也是潜在的危害。任何电池组件的缺陷都可能对安全产生严重影响，除了危及成品电池的整体性能外，还可能引发火灾风险。

幸运的是，有一些仪器可以在整个生产过程中进行分析，以便尽早确定问题并快速溯源。这些系统能够准确、可靠地确定阳极、阴极和隔膜的化学组成和结构以及涂层材料的粘度等各方面信息，从而确保缺陷材料或不合格材料在用于最终产品前被分离出来。

隔膜生产过程中用于识别缺陷材料的在线计量系统

生产阶段、使用的材料和成品电池的几何形状都将决定应使用的测量设备。例如，在电极镀膜过程中，在线测量具有多种可能性。但是，根据目标材料的吸收率和基重，β 射线技术往往最适合这种应用，因为该技术可以区分基材和涂层，且精确度和分辨率较高。此外，隔膜是低密度聚合物，这意味着大部分辐射都会快速穿过隔膜，因此即使是低能量 X 射线测量方案也会受到环境因素的严重影响。所以，为获得所需的动态分辨率，更适合使用红外或 β 射线技术测量隔膜。在线计量使用基于这些技术的传感器来测量厚度和均匀性，确保薄膜在成品电池中发挥关键作用。

各个阶段监测和控制的端到端电极镀膜过程

在选择某个在线测量系统后，必须进行正确校准，确保根据应用进行设置。例如，扫描速度越快，检测的材料越多，但可能产生的代价是准确度降低。原因是传感器响应无法与扫描速度同步，导致产生模糊的边缘和缺陷图像。在这种情况下，为了生成更清晰的图像，有必要降低扫描架的速度，与传感器保持一致。

需要考虑的另一个因素是光源的形状，光束应是狭窄的，因为较宽的光束会在图像边缘产生模糊的加载数据。线光源有助于获得更高的分辨率，还可以显现表面上的边缘缺陷、条纹、皱纹和划痕。此外，扫描架框架中的张力变化和失准经常会导致光源与检测器的失准，从而导致测量误差。因此，必须尽量减少颤动影响，确保扫描架导轨在使用前始终平行。框架受热膨胀也会影响测量结果，因此特别重要的是在热稳定框架中纳入温度补偿功能和处理框架设计中任何变化的算法。

Thermo Scientific™ Linspector 测量控制系统

可快速检测电极涂层缺陷和不均匀材料

一个系统不论多么稳健，也不论经过多么完好的校准，都需要进行保养和维护，以保持最佳运行状态，防止出现技术问题。现在许多在线测量系统能够远程监控并执行连续自我诊断，甚至在操作人员发现问题前向外场技术团队发送通知。这种先发式维护功能减少了生产停工，让客户安心。

Linspector 测量控制系统具有的报告功能示例，

包括电池制造的具体展示