工业X射线在线检测

新能源锂离电池封装工艺质控检测

2025-02-11 12:13:12 TU
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不同封装类型电池

  • 圆柱形电池:对于 18650 等圆柱形锂电池,主要检测线圈的对准、接线片的焊接缺陷等。在高度自动化的生产线上,安装在线 X 射线锂电池检测设备,通过软件设置,自动对每个电池进行检测,提高检查效率并减少手动干预,自动识别有缺陷的产品。

  • 方形电池:方型电池的正负极有卷绕式和叠片式两种工艺,需针对不同工艺选择不同型号的 X 射线检测设备。如 UFJ 开发的针对动力绕组和动力叠层电池的测试设备,能更有针对性地检测方形电池在封装过程中的极片对齐、焊接质量等问题。

  • 软包装电池:软包装电池容易发生漏液等问题,除了检测内部的正极和负极布置、线圈的对齐方式外,还需重点关注包装的密封性。可采用 X 射线检测设备结合特定的图像处理算法,对软包装电池的密封边界进行分析,判断是否存在密封不良的情况。


检测原理

X射线检测基于物质对X射线的吸收差异,利用不同材料(如铜、铝、镍、锂等)对X射线的衰减特性,形成不同的灰度影像。对于圆柱形锂电池,常用的X射线检测方式包括:

(1)2D X射线透视成像(Radiography)

采用单角度或多角度投影,通过平板探测器(FPD)或数字X射线成像(DR)获取内部结构图像。

适用于快速筛查,检测主要结构完整性和明显缺陷。

(2)计算机断层扫描(CT, Computed Tomography)

通过多角度旋转扫描,获取电池内部的三维结构,形成断层图像。

能够精确检测电芯绕组偏移、焊接缺陷、内部裂纹、异物等。

适用于高精度分析和失效分析。


主要检测对象

极片绕组、极耳焊接、集流体焊接、负极铜箔对齐度、异物检测、壳体封装等存在绕组偏移、层间短路、断裂、虚焊、焊接不均、焊接断裂的问题


技术优势

(1)无损检测,高效精准

X射线检测可以无损获取电池内部结构信息,确保产品完整性。

高速在线检测(Inline X-ray)可实现自动批量筛查,提高生产效率。

(2)高分辨率成像

采用微焦点X射线源(Micro-focus X-ray),提供清晰的高分辨率成像,分辨率可达微米级(<5μm)。对微小缺陷(如焊接孔洞、极片破损)能进行精确分析。

(3)适应全自动生产线

可集成至高速流水线,通过机器人自动上下料,无需人工干预,提升生产效率。

实现生产数据实时监控,提高良率控制。


典型应用场景

(1)电池生产制造检测

适用于18650、21700等标准圆柱电池的大规模生产。

通过在线 X-ray系统,实现生产线自动化检测,提高效率。

(2)品质控制(QA/QC)

在出厂前进行随机抽样检测,确保批次产品质量稳定。

通过X射线断层扫描(CT),评估焊接、极片绕组等关键部位是否合格。

(3)电池失效分析(Failure Analysis)

针对异常电池(如短路、鼓胀、低容量)进行深入分析。

通过CT扫描,精准定位焊点裂纹、短路路径等,提高失效分析能力。


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北京众星联恒科技有限公司

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