鋰電池作為新能源領(lǐng)域的核心技術(shù)，其性能和安全性直接影響電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等應(yīng)用的可靠性。極片毛刺、涂層不均、界面反應(yīng)等微觀缺陷是導(dǎo)致電池失效的主要原因之一。光子灣的超景深顯微鏡憑借其獨(dú)特的光學(xué)成像技術(shù)，以大景深、高分辨率和三維量化能力，能夠在微米級(jí)分辨率下實(shí)現(xiàn)大景深觀測(cè)，為鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈提供從微觀結(jié)構(gòu)解析到宏觀性能評(píng)估的全維度解決方案。

#Photonixbay.

鋰電池極片制備工藝的應(yīng)用

01毛刺精準(zhǔn)控制

極片分切與沖裁過程中產(chǎn)生的金屬毛刺是電池短路的重大隱患。超景深顯微鏡以亞微米級(jí)測(cè)量能力，可檢測(cè)高度低至1μm 的毛刺，滿足GB/T 30835 等標(biāo)準(zhǔn)要求。其原理在于通過多光譜照明消除金屬表面反光干擾，結(jié)合陰影恢復(fù)算法（SFS）還原毛刺的立體形態(tài)，避免傳統(tǒng)二維成像可能產(chǎn)生的測(cè)量偏差。在生產(chǎn)線中，該技術(shù)可集成于分切設(shè)備后端，通過實(shí)時(shí)圖像分析觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，確保毛刺缺陷在第一時(shí)間被識(shí)別并反饋至工藝控制系統(tǒng)，從源頭降低短路風(fēng)險(xiǎn)。

02涂布均勻性量化分析

涂布工藝中，漿料厚度波動(dòng)（±1μm 精度）和顆粒分布直接影響電池一致性。超景深顯微鏡通過 ZStacking 算法生成極片表面三維拓?fù)鋱D，結(jié)合粗糙度參數(shù)（Ra、Rz）和顆粒粒徑分布統(tǒng)計(jì)，幫助工程師優(yōu)化涂布參數(shù)。

03缺陷可視化識(shí)別

鋰電池極片缺陷

極片表面的針孔、裂紋、褶皺等缺陷會(huì)破壞電極結(jié)構(gòu)完整性，在充放電循環(huán)中可能成為鋰枝晶生長(zhǎng)的活性位點(diǎn)，加速電池性能衰減。超景深顯微鏡采用彩色編碼高度映射技術(shù)，將缺陷深度信息轉(zhuǎn)化為直觀的色彩梯度，使操作人員可快速識(shí)別缺陷類型與嚴(yán)重程度。

#Photonixbay.

電芯組裝與界面反應(yīng)工藝的應(yīng)用

01焊接質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控

極耳與集流體的焊接質(zhì)量直接影響電池內(nèi)阻與電流分布均勻性，虛焊、過焊及微裂紋等缺陷會(huì)導(dǎo)致局部電阻驟增，引發(fā)充放電過程中的焦耳熱集中。超景深顯微鏡可實(shí)時(shí)采集焊接區(qū)域的高分辨率圖像，通過圖像銳化算法凸顯焊接熔池的邊界特征，結(jié)合3D 輪廓測(cè)量評(píng)估熔深與熔寬的比例關(guān)系，判斷焊接強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)。確保極耳與集流體形成穩(wěn)定的電連接與機(jī)械結(jié)合，避免因接觸不良引發(fā)的安全隱患。

02界面反應(yīng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)

鋰電池SEI膜的形成過程

在充放電過程中，電極/ 電解液界面的 SEI 膜形成與鋰枝晶生長(zhǎng)是影響鋰電池循環(huán)壽命與安全性的關(guān)鍵機(jī)制，傳統(tǒng)檢測(cè)方法難以實(shí)現(xiàn)原位動(dòng)態(tài)觀測(cè)。超景深顯微鏡通過定制化的原位電池夾具，可在充放電過程中持續(xù)采集電極表面圖像，捕捉SEI 膜的形成、生長(zhǎng)與破裂過程，以及鋰枝晶的形核與延伸路徑。觀測(cè)結(jié)果可通過SEI 膜的穩(wěn)定性特征篩選更優(yōu)的電解液添加劑，最終實(shí)現(xiàn)電池循環(huán)性能的突破性提升。

03隔膜性能全維度評(píng)估

隔膜的孔隙率（40%-50%）、纖維結(jié)構(gòu)決定離子傳導(dǎo)與機(jī)械強(qiáng)度。超景深顯微鏡通過三維重建計(jì)算孔隙率，分析纖維網(wǎng)絡(luò)連通性與孔徑分布。對(duì)拉伸后的隔膜，可觀測(cè)纖維取向與斷裂情況，結(jié)合穿刺強(qiáng)度數(shù)據(jù)優(yōu)化工藝，確保隔膜既高效傳離子又隔離電極。

#Photonixbay.

光子灣超景深顯微鏡

光子灣超景深顯微鏡用于對(duì)各種精密器件及材料表面進(jìn)行亞微米級(jí)測(cè)量的檢測(cè)儀器。與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡不同，該設(shè)備擁有更大的景深、更廣的視野、更高的放大倍率、更全的觀測(cè)角度，足以應(yīng)對(duì)各種極具挑戰(zhàn)的觀測(cè)場(chǎng)景。

超清數(shù)字成像器件，3840*2160 800W像素超高速實(shí)時(shí)傳輸

多種HDR技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)亮區(qū)暗區(qū)真實(shí)呈現(xiàn)

先進(jìn)的遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證真彩與銳利、低畸變圖像質(zhì)量

光子灣超景深顯微鏡以大景深、三位量化、無(wú)損高效的特點(diǎn)，可精準(zhǔn)觀測(cè)鋰電池質(zhì)量與缺陷，為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，是提升鋰電池工藝質(zhì)量從經(jīng)驗(yàn)判斷到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵一步。未來(lái)，光子灣科技將持續(xù)深化對(duì)超景深顯微鏡技術(shù)的研究與應(yīng)用，不斷拓展其在各領(lǐng)域的應(yīng)用邊界，為推動(dòng)高端光學(xué)精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展提供支持。

感謝您本次的閱讀光子灣將持續(xù)為您奉上更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，與您共同進(jìn)步。

*特別聲明：本公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，如涉及版權(quán)問題，敬請(qǐng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間核實(shí)并處理。