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使用数码显微镜DSX1000进行动力电池极片分切工艺验证

随着环保的意识逐渐深入人心,越来越多的家庭开始选择新能源汽车作为家庭用车。而新能源汽车能够如此顺利的发展,除了汽车本身制造工艺的成熟稳定之外,更离不开其动力来源检测技术的提升,暨新能源电池的检测技术。


从结构到流程,
新能源电池检测重点是什么?

目前新能源汽车动力电池普遍采用的是锂离子电池(简称:锂电池)。电芯是锂电池的基本单元。锂电池电芯由正极、负极、隔膜、电解液、极耳、外壳等组成。

动力电池电芯生产工艺流程大致分为3个阶段:电极制作、电芯合成、化成封装。包含以下工序:


而在整个工艺流程中,分切(极片分切)的质量会直接影响动力电池的使用寿命和系统安 全(极片分切是将较宽的整卷极片按照电池的设计规格连续纵切成若干所需宽度的窄片),这也使其成为了新能源电池检测的重中之重。目前,锂电池极片分切工艺主要采用以下三种:①圆盘剪分切;②模具冲切;③激光切割。

使用数码显微镜DSX1000
进行分切工艺验证

圆盘剪分切和模具冲压属于机械模切。机械模切工艺发展历史悠久,应用相对成熟,但机械咬合带来的应力往往会让被加工材料存在一些不 良表征,如塌角、毛刺等。激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割的电池极片,使极片很快被加热至很高的温度,迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点而形成孔洞,随着光束在极片上的移动,孔洞连续形成宽度很窄的切缝,完成对极片的切割。这种非接触式的切割方式,切缝窄、热影响区小、切边光滑且切割速度快,其诸多优点恰好可以满足汽车动力电池极片的快速切割和质量提升,因此被认为是传统机械模切工艺的理想替代。

机械模切工艺验证

机械模切工艺加工出来的极片会有较多的毛刺。为尽可能避免毛刺产生,分切前需要根据极片的性质和厚度等对模切参数进行调整(如选择合适的侧向压力和刀具重叠量等)。分切后,可以借助数码显微镜DSX1000对极片进行毛刺检查,以此验证机械模切工艺是否符合要求。

激光切割工艺验证

激光切割工艺加工出来的极片切割面光滑,毛刺较少,但因为激光切割的热效应,会在极片上产生热影响区和熔珠,影响极片的质量。因此,极片分切时也需要根据实际情况对激光切割工艺的参数进行调整(如选择合适的激光波长、脉冲能量等)。激光切割分切后,可以借助数码显微镜DSX1000对极片的激光作用区进行检查,以此验证激光切割工艺的参数设置是否恰当。

图片为使用DSX1000放大400X后拍摄的熔珠情况

极片检查的注意点

进行极片检测时,不同工艺产生的极片毛刺尺寸大小是不固定的,从几微米到几百微米不等。因此要求用于检查的显微镜具有较宽的放大倍率范围和灵活的倍率切换。DSX1000的放大倍率范围为23X~8220X,让您既可以在低放大倍率下进行高质量的整体观察,又可以快速放大以开展微米级的详细分析。


在进行极片检查时往往需要使用到多种观察方式(明场/暗场等),因此要求在一台显微镜上集成多种观察方式。DSX1000内置了6种观察方式:明场(BF)、暗场(DF)、偏斜、MIX(BF+DF)、偏光(PO)、微分干涉(DIC),且多种观察方式可实现一键切换,方便快捷的适应不同应用场景的检测需求。


同样的,极片毛刺朝向不固定,仅从单一角度对极片进行检查可能会有遗漏,实际应用中要求显微镜具有多角度监控的解决方案。而DSX1000可进行倾斜观察,多角度观察的设计帮助用户灵活应对毛刺检查,确保没有遗漏。同时,在进行倾斜观察时,显微镜的同心光学设计帮助保持良好的观察视野,提升用户的使用体验。

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