使用实例

电极涂覆的质量控制

机器视觉技术可利用大量数据来检测颗粒和空隙

为基底膜涂覆浆料是关键的生产步骤。其表面质量必须均匀,无空隙和颗粒,浆料的厚度也必须精确均匀。我们的视觉技术能够高速处理此工艺步骤,有助大幅减少材料浪费。

电极涂覆 电池芯生产 质量保证

电极涂覆的详细介绍

在电极涂覆过程中,会使用狭缝挤出涂布模具、刮刀或网纹辊等涂布工具,在载体或基底膜上涂布预先混合好的浆料。基底膜的上下两面可以平行涂覆或先后涂覆,然后进行干燥处理。

能否正确施用电极涂层对电池性能有着决定性的影响

这一工艺步骤尤为关键,因为许多参数之间必须精确协调:浆料必须具有所需的稳定性,并以正确的速度进行涂布。其目的是让涂层完美地均匀分布,不存在裂缝或结块,因为电极涂层对于确保电池性能非常重要。

电极生产中的缺陷类型
电极生产中的缺陷类型。比例尺:1 mm。资料来源:Schoo A, Moschner R, Hülsmann J, Kwade A. Coating Defects of Lithium-Ion Battery Electrodes (...). Batteries. 2023; 9(2):111. https://doi.org/10.3390/batteries9020111

施用浆料时可能存在的缺陷

间歇式和连续式电极涂覆都可能出现缺陷,具体取决于浆料的粘度和喷涂机的精度。

常见的典型缺陷有

  • a. 结块

  • b. 涂层裂缝

  • c. 污染

  • d. 局部涂覆不均

  • e. 干裂

  • f. 针孔

  • g. 移位

  • h. 条纹

大型图像数据的挑战

生产速度最高可达80米/分钟,细节精度高

生产过程中的图像处理步骤面临着双重挑战:极高的生产速度会产生大量的图像数据,同时还要具备高水平的细节,而这需要高图像分辨率来支撑,由此会产生更大的数据量。传统的解决方案通常不具备这种情形所需的处理能力。

我们的视觉技术可确保为电极涂覆提供可靠的质量控制

电极涂覆 电池芯生产 质量保证
 用于确定ROI的VisualApplets FPGA软件
左图:有缺陷的电极涂覆全图(5056 px × 1032 px)。右图:尺寸仅为96 px × 44 px的单个缺陷的ROI。

借助图像预处理技术,只需分析部分数据即可

我们racerracer 2系列中的高灵敏度线阵相机专为网络传输性能而设计。它可提供所需的传输量和成像质量。将Basler VisualApplets软件和图像采集卡结合使用,可以对图像数据进行预处理,并为实际的图像处理工作创造必要的聚焦点。通过确定感兴趣区域(ROI),系统只需对不规则的区域进行定位,仅处理ROI中的图像数据。这样做的优势是,信息处理中心(IPC)的CPU可以继续用于实际的系统控制,不会增加任何额外负载。

 利用Basler pylon vTool分类工具检测电极涂覆的缺陷类型
利用Basler pylon vTool分类工具检测电极涂覆的缺陷类型

利用pylon vTools对缺陷进行分类并做出合适的决策

下一步是进一步分析ROI内的不规则情况。Basler pylon vTools软件可以

  • 对缺陷进行分类或

  • 测量缺陷的尺寸。

根据缺陷的类型和大小,系统就可以确定缺陷是否在容许的偏差范围内,或者是否需要采取进一步措施。通过精确定位和测量,还可以对缺陷区域进行精确切割,不仅能提高电池单元的质量,还能最大限度地减少材料浪费。

该解决方案所用的产品

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