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机器视觉在锂电池行业的应用

作者:东莞康耐德智能控制有限公司 浏览: 发表时间:2021-09-30 09:00:00

机器视觉在锂电池行业的应用

   锂离子电池有三种类型:圆柱形、袋状和方形(也称为电池罐)。通常智能手机使用袋状电池,而大多数家用电器则使用圆柱形电池。在未来几十年,要过渡到绿色能源就必须相应地增加电池的产量并提高其创新性。可以发现锂离子电池将在不远的将来成为绿色能源革命的主力军,为几乎所有东西储存能量,涵盖从电动汽车到飞机,再到家庭和商业建筑。

目前全世界的电池产量正在快速攀升。向绿色能源过渡为全球经济的新行业提供了一条长长的跑道。随着对太阳能电池和蓄电池的需求增加,制造业将从中受益,并且随着新技术的发展,产业生态系统将得到发展,为制造业的高速增长和高生产力提供支持。锂离子电池目前正处于生态和经济革命的前沿。

锂离子电池是如何制造的

虽然锂离子电池的重要性不言而喻,但从概念上而言,锂电池的结构非常简单。结构上,锂离子电池的阴极(带正电荷)和阳极(带负电荷)电极片交替堆叠,每层之间用隔膜隔开。电极片之间注入液态或固态电解液,以促进阴极片和阳极片之间的能量转移。

                     

锂离子电池的结构。与金属电池相比,锂离子电池在运行和充电过程中更加稳定。锂离子电池的能量密度通常是镍镉电池的两倍,但其往往比其他电池更重。

阴极片通常由铝箔制成,而阳极片则通常由铜箔制成。每一片均涂以特定材料,以提高导电性、效率和粘合力。

活性材料:决定了锂离子电池的容量、电压和特性。阴极活性材料通常包括  钴氧化物、锰酸锂氧化物或磷酸铁锂。阳极片则通常涂有某种碳材料,如石墨或钛酸锂。

粘合剂:用于将混合物粘附在箔材上。

溶剂:促进浆料中材料的混合,使混合物能够涂附在电极片上。

此外,阴极还含有导电剂,以降低电池内阻并提高导电性。

电极之间的隔膜由多孔聚烯烃薄膜材料制成,该材料涂有芳香族聚酰胺涂层,然后切割成一定尺寸。当电极片叠放完成后,电极片将采用以下三种主要形式之一(圆柱形、袋状或方形)放入电池壳中。根据电池的形状和特性,电池壳将包括外部正极和负极端子(以与被供电设备连接)、外壳与电极堆之间的绝缘层、垫圈、排气孔和其他元件。

圆柱形电池是***批量生产的锂电池类型之一,它由阳极片、隔膜和阴极片按顺序堆叠并卷绕而成。圆柱形电池非常适合自动化生产,其形状使得电池能够承受更高水平的内部压力而不变形。圆柱形电池通常用于医疗器械、笔记本电脑、电动自行车和电动工具中,并且是特斯拉汽车庞大电池组中的一个组成部分。

使用相机实现锂离子电池的质量保证

尽管从概念上而言,锂离子电池的制造很简单,其由有涂层的电极叠片和电解质溶剂组成,但实际生产过程相当复杂且敏感。电极的涂层厚度对电池的性能甚至稳定性都有着很大的影响。

采用机器学习算法的线扫描相机或面阵相机有助于在锂离子电池制造的质量保证阶段实现自动化和优化。相机可以安装在工厂生产线上,在制造过程中实时性监控材料非常适合用于检查电极片,这是因为电极片从卷绕到涂层再到堆叠的过程均以高速运行。

 

检测相机的激光轮廓仪可覆盖锂离子电池的整个制造过程。这些相机可以测量电极片和涂层的厚度,查找电极片上的表面缺陷,如凹痕、划痕或弯曲边缘,测量圆柱形或袋状电池的电池壳尺寸,并监控电池外部端子的焊接质量。

 

【康耐德_圆柱形电芯高速卷绕检测系统案例】

       

系统采用高速相机进行飞拍,软件对图像进行实时处理分析,得到每层隔离膜和极片的各种数据及判断当前电芯层的OK/NG,实时发送处理结果给PLC卷绕运动系统,精准监管卷绕时每层极片隔离膜边缘间的距离尺寸,实时反馈数据利于改善电芯良率。{软件主界面}

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