非接觸超聲技術(shù)用于電池質(zhì)量檢測

在可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深化之下，電動(dòng)汽車迎來了高速發(fā)展，其保有量也在迅速提升。據(jù)BCG預(yù)測，到2030年，電池供電的電動(dòng)車(BEV)與插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)將占據(jù)全球近四分之一的汽車市場。

隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，新能源電池行業(yè)也水漲船高。一塊電池的落地需要經(jīng)歷復(fù)雜的工序，包括涂布、焊接、封裝等重要工藝流程。為了保證電池制造的高質(zhì)量，在多個(gè)環(huán)節(jié)需要采用視覺檢測技術(shù)，明確制造中是否產(chǎn)生缺陷/錯(cuò)漏，這對檢測手段提出了自動(dòng)化、高精度的要求。

常規(guī)的金屬產(chǎn)品的缺陷檢測方案大多采用射線檢測與超聲檢測，然而射線具有電離輻射對人體有害，且多用于單一部件的缺陷檢測；傳統(tǒng)超聲技術(shù)需要耦合劑輔助的接觸式檢測，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化安全的在線檢測。

非接觸超聲——激光聲學(xué)技術(shù)

虹科LEA（激光激發(fā)聲學(xué)）超聲無損檢測利用非接觸式超聲波檢測電池單元的質(zhì)量問題。與傳統(tǒng)的超聲檢測相比，該技術(shù)不使用任何偶聯(lián)劑或凝膠，不需要接觸樣品表面，因此可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的在線檢測。

該技術(shù)的核心是作為探測器的無膜光學(xué)麥克風(fēng)產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的超聲探測。作為一款新型的超聲探測器，由其中聲壓波由微型Fabry-Pérot標(biāo)準(zhǔn)具純光學(xué)檢測。該標(biāo)準(zhǔn)具是由兩個(gè)平行的毫米大小的半透明鏡形成的小型干涉腔，通過感應(yīng)腔體本身的聲音傳播介質(zhì)的折射率的微小變化來工作。

基于光學(xué)麥克風(fēng)與高頻激光的無損檢測LEA系統(tǒng)，是采用了激光超聲的技術(shù)原理：激光激發(fā)樣品表面產(chǎn)生超聲信號，光學(xué)麥克風(fēng)在同側(cè)或者對側(cè)探測超聲信號，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部缺陷的掃描成像。

此過程可識別可能對電池性能和使用壽命產(chǎn)生重大影響的屬性。鑒于電池在電動(dòng)汽車、可再生能源系統(tǒng)和電子設(shè)備等應(yīng)用中的廣泛使用，通過識別和解決可能出現(xiàn)的任何潛在問題來確保其安全性、可靠性和性能至關(guān)重要。

特征

超聲波無損檢測，無需接觸表面及耦合劑

全自動(dòng)高速

單通道與8通道陣列解決方案

同側(cè)或?qū)?cè)透射式檢測配置

以0.2mm分辨率檢測電解液的濕潤狀態(tài)

高速在線檢測

電池行業(yè)應(yīng)用場景

虹科電池檢測解決方案

箔片焊接過程監(jiān)控

軟包電池密封檢測

導(dǎo)熱膏檢測

激光焊接母線檢測

棱柱形電池和軟包電池內(nèi)部電解液分布狀態(tài)檢測

電解液潤濕檢查

電池單元與電解質(zhì)的均勻潤濕是電池預(yù)期壽命和可靠性的決定性因素。LEA（激光聲學(xué)）技術(shù)通過使用獨(dú)特的非接觸式超聲方法，可以非接觸式檢測棱柱形和軟包電池內(nèi)的電解質(zhì)潤濕分布狀態(tài)。

原理如圖所示：短激光脈沖在電池中產(chǎn)生超聲波。超聲波穿過電池，并在由于高聲阻抗不匹配而被電解質(zhì)均勻潤濕的區(qū)域反射。光學(xué)麥克風(fēng)采集離開電池的超聲波。然后，LEA系統(tǒng)的軟件會創(chuàng)建一個(gè)圖像，讓您看到電池內(nèi)部，并突出顯示電解液潤濕均勻和不均勻的區(qū)域。

電池焊接檢測

電極箔片焊接到集流器接線片上，這對于電池的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要，并且使用超聲波焊接機(jī)可以快速、經(jīng)濟(jì)地完成。虹科的光學(xué)麥克風(fēng)與WeldAlyzer數(shù)據(jù)分析軟件相結(jié)合，可以對這一重要的電池生產(chǎn)步驟進(jìn)行快速可靠的在線過程監(jiān)控。

母線用于永久性的電池到電池和模塊到模塊的連接。激光焊接通常是首選方法，因?yàn)樗沁B接母線最為快速且經(jīng)濟(jì)的方法。虹科的非接觸式超聲波檢測方法可以檢查這些焊縫的質(zhì)量，并避免在交付后出現(xiàn)故障。

軟包電池密封

軟包電池是指以聚丙烯薄膜為基材，涂覆一層或多層有機(jī)電解液后加工而成的可彎曲的圓柱體或卷狀結(jié)構(gòu)的新一代鋰離子動(dòng)力電池。由于這種新型材料具有良好的柔韌性及良好的導(dǎo)電性，因此可以制成各種形狀的電芯產(chǎn)品，并且能夠適應(yīng)于不同的使用環(huán)境要求而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)以滿足用戶的不同需求，在電子行業(yè)應(yīng)用廣泛。

軟包電池依靠聚合物涂層鋁箔外殼，這些鋁箔的密封錯(cuò)誤會導(dǎo)致電解液泄漏，在制造流程中需要避免這種情況。LEA系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測密封中最小的泄漏，并優(yōu)化生產(chǎn)線的產(chǎn)量。

導(dǎo)熱膏檢測

為避免過熱，電池組或模塊中包含的所有電池單元都需要熱連接到外殼，這是通過用導(dǎo)熱膏填充任何間隙來實(shí)現(xiàn)的。LEA系統(tǒng)的單側(cè)檢測技術(shù)允許快速檢查，以查看所有間隙是否被填充，即使在大型電池模塊中也是如此。

審核編輯黃宇