鋰電池與其他類型的蓄電池的區(qū)別在于其使用的電極材料含有的主要金屬元素為鋰元素。鋰電池按照電極材料的不同可分為:鋰金屬電池和鋰離子電池。

兩者主要的區(qū)別在于:前者的電極材料為金屬態(tài)的鋰，后者的電極材料則是嵌鋰化合物即鋰離子在嵌入基體上發(fā)生嵌入反應(yīng)所形成的一種復(fù)合物。

由于鋰金屬電池存在無法多次使用或者多次使用會有安全隱患等缺點，即多次充放電會導(dǎo)致電池實際容量大幅降低，甚至?xí)?dǎo)致電池內(nèi)部產(chǎn)生短路的情況，所以目前在人們實際日常生活中大范圍使用的都是鋰離子電池，通常人們簡稱其為鋰電池。

圖片鋰電池結(jié)構(gòu)圖

鋰電池電極片作為鋰電池最為核心的部件，其表面如果存在缺陷，則會給鋰電池的性能和使用壽命帶來不同程度的影響，更有甚者，會帶來安全隱患，所以在鋰電池實際工業(yè)生產(chǎn)過程中對電極片表面進(jìn)行缺陷檢測是十分必要的。

而傳統(tǒng)的人工檢測方法費(fèi)時費(fèi)力，檢測效率低，而且還極容易出現(xiàn)缺陷漏檢與誤檢的情況，基于機(jī)器視覺的鋰電池電極片表面缺陷自動在線檢測方案以替代人工檢測。

01.鋰電池電極片在生產(chǎn)過程中的重要性

在實際工業(yè)生產(chǎn)中，鋰離子電池的生產(chǎn)過程主要可分為三大階段:電極片生產(chǎn)階段，電芯制作階段和電池測試與組裝階段，而每一階段又包含多道工藝步驟。

電極片生產(chǎn)階段處于鋰離子電池整個生產(chǎn)過程的第一階段，該階段主要是生產(chǎn)制造出安全可靠的鋰離子電池正、負(fù)電極片，以便后續(xù)的鋰電池生產(chǎn)。若該階段的生產(chǎn)出現(xiàn)了問題，則會直接影響后續(xù)的鋰離子電池生產(chǎn)階段，從而影響最終生產(chǎn)出的鋰離子電池的性能和使用壽命。

鋰電池極片由三層式復(fù)合材料構(gòu)成， 其中間層主體是金屬箔材，上下兩層主要以活性顆粒物質(zhì)、粘結(jié)試劑和導(dǎo)電試齊利等多種材料混合而成。作為鋰電池的核心元件之一，極片生產(chǎn)工藝較為復(fù)態(tài)雜，主要由五道連續(xù)的工序組成，分別是漿料攪拌、漿料涂覆、極片干燥、極片混壓、極片分切，其中任何一個步驟出現(xiàn)問題都會使生產(chǎn)出的電極片產(chǎn)生缺陷。

鋰電池電極片是鋰離子電池的核心部件，如果鋰離子電池電極片表面存在缺陷，則會根據(jù)缺陷的位置、種類、大小和數(shù)量給鋰離子電池的性能和使用壽命帶來不同程度的影響，更有甚者，會導(dǎo)致電池在使用的過程發(fā)生爆炸，帶來安全隱患。

02.鋰電池電極片表面缺陷類型

鋰電池電極片整個的生產(chǎn)工藝流程是十分復(fù)雜的，每一道工藝步驟都有嚴(yán)格的要求，任何一道工藝步驟出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致生產(chǎn)出的電極片存在各種各樣的缺陷，從而影響后續(xù)生產(chǎn)出的鋰離子電池的質(zhì)量。根據(jù)對采集到的實際工業(yè)生產(chǎn)中鋰電池電極片表面圖像的分析，本文將常見的鋰電池電極片表面存在的缺陷分為五類，分別為金屬泄露、脫碳、氣泡、條痕和顆粒。

(a) 金屬泄露：指涂覆在金屬箔表面的漿料涂層未能完全覆蓋整個金屬箔，導(dǎo)致金屬箔裸露，從而形成的一類缺陷，該類缺陷一般是由于涂布不均勻或者輥壓不合理導(dǎo)致的。

(b)脫碳：由于漿料制作過程中漿料的攪拌不充分導(dǎo)致制配的漿料中各成分的分布不均勻或者是涂布過程中涂布不均勻等因素，導(dǎo)致在后續(xù)的烘干工藝過程中，電極片的某一區(qū)域的漿料涂層中導(dǎo)電劑石墨、炭黑的含量偏少。

(c)氣泡：在涂布過程中涂覆在金屬箔上的漿料中混入了氣體，使電極片在烘干的過程中某一圓形區(qū)域的漿料涂層出現(xiàn)凹凸不平的情況，從而形成的一類缺陷。

(d) 條痕：經(jīng)過涂布工藝后的電極片在橫向傳送進(jìn)行烘干的過程中，由于烘干溫度的變化導(dǎo)致某一段條形區(qū)域過度烘干，從而形成了條痕缺陷。

(e)顆粒：涂布過程中漿料混入了空空氣中的粉塵顆?；蛘咂渌饨缬操|(zhì)顆粒，從而形成的一類缺陷。

03.基于機(jī)器視覺鋰電池極片缺陷檢測系統(tǒng)

基于機(jī)器視覺鋰電池極片缺陷檢測，系統(tǒng)通過高亮工業(yè)相機(jī)識別極片的圖像特征，并分析計算極片缺陷的特征信息，判斷產(chǎn)品是否符合要求。同時對應(yīng)輸出OK或NG信號，異常時給出異常信號。并在工控機(jī)存儲不合格產(chǎn)品圖片，可保存檢測數(shù)據(jù)，供歷史數(shù)據(jù)查詢。

氣泡檢測

劃傷檢測

焊點檢測