摘要
數位顯微系統的出現，解決了極片毛刺檢測中目視顯微鏡存在的諸多弊端，且實際觀察、拍攝、測量過程操作更便捷，為動力電池規模制造及安全檢測助力，正在該領域規模化導入及快速滲透。
近年來電動車、儲能領域頻發的起火事故，引發大規模召回，責任主體波及國内外制造商與電池企業。不僅讓涉事企業品牌形象受損，電池企業亦被要求承擔召回或更換電池的巨額費用。
而從已披露的安全事故原因看，锂電池品質缺陷是造成上述安全隐患的關鍵因素之一。越來越多的電池企業嘗到了電池生産缺陷釀成的苦果，部分甚至遭受毀滅性打擊，慘痛的曆史為所有電池企業敲響了安全警鐘。
尤其是動力電池大規模擴産新周期，電池企業對生産環節的高品質管控及安全要求越來越嚴苛。作為電池安全的一道重要關卡，锂電檢測裝置的重要性不言而喻。
基于此，國内外電池企業為實作高品質及高安全性能電池産品生産，集體制定高于國标的檢測裝備，安全試驗裝備不再停留在“花架子”工程上，積極加快精密儀器、高端檢測裝置在産線及不良品檢測領域的規模導入。
動力電池大規模制造啟動新周期，包括甯德時代、比亞迪、中創新航、國軒高科、億緯動力、欣旺達等動力電池企業為保證規模産能制造的安全性，積極加大包括數位顯微系統在内的精密測試儀器的規模導入及應用。
安全不容忽視 直擊極片毛刺檢測裝置痛點
高工锂電獲悉，在模切與疊片工序中，極片毛刺、粉塵不僅會降低電池能量密度，更重要的是一旦擊穿隔膜，将直接造成自放電或電池内部短路，嚴重将引發安全隐患。是以，如何控制沖切時的毛刺大小，減小沖切産生的粉塵，以及在極片轉運過程中避免毛刺的産生，已經成為上述兩大核心工序面臨的最大難題。
但，極片毛刺檢測領域目前普遍采用的目視顯微鏡，存在景深不夠、倍率不足、部分不帶測量功能、操作繁瑣等痛點，部分不帶測量功能，無法測量3D資料等，為滿足客戶需求部分甚至要多台機器才能滿足需求，無法滿足電池企業毛刺檢測環節嚴苛需求及高效制造目标。
在極片毛刺檢測環節，部分目視顯微鏡因景深度不夠，無法看清全貌，隻能看清局部。造成的弊端是，實際測量時可能将7μm資料測成3μm，存在較大的安全風險。
而基恩士數位顯微系統的出現，不僅解決了目視顯微鏡諸多痛點，電池企業在實際觀察、拍攝、測量時使用也更為便捷，為動力電池規模制造及安全檢測助力，正在動力電池極片檢測領域規模化導入及快速滲透。
基恩士VHX系列數位顯微鏡瓦解極片毛刺檢測“頑疾”
作為傳感器和測量儀的國際化綜合供應商，基恩士在數位顯微鏡領域擁有30年以上曆史，産品廣泛應用于各大領域，系統與産品技術十分完善。
其中，基恩士VHX系列數位顯微系統，觀測樣品時看得更細、更清楚，一台裝置即可實作0.1到6000倍的倍率觀察，支援2D/3D測量及圖檔儲存，相關産品已經動力電池領域規模應用，且客戶回報十分不錯。
基恩士VHX-7000系列數位顯微系統
針對極片有無毛刺、長度是否在規格内等檢測需求，VHX數位顯微鏡通過大平台夾具單片移動檢測和卷繞多層大範圍檢測兩大檢測方式實作。
左:VHX系列夾具單片豎直截面毛刺檢測；右：VHX系列卷繞多層大範圍檢測毛刺。
特别說明：本文所有檢測應用圖檔均來自VHX系列，考慮讀者體驗，文中其他圖檔不再标注VHX系列來源，請知悉。
具體來看，VHX系列先采用100倍倍率檢視3.5mm左右長度的極片視野範圍，一旦發現異常，進一步切換300倍、500倍、800倍倍率進行毛刺判定與測量。
左100倍率極片檢測與右500倍率極片檢測對比圖。
在高倍率觀察時，難免出現景深問題，看不清有凹凸樣品的表面，正常産品通常需要調整進行對焦，VHX系列僅需簡單按鍵即可實作全幅對焦的清晰凸顯，快速看清表面。
VHX系列全幅對焦圖（上面）與其他顯微鏡效果圖（下面）對比。
同時，VHX系列擁有再現拍攝功能，到達标準拍攝條件時，操作人員簡單點選标準圖檔，自動拍攝出标準效果，對使用人員及使用成熟度依賴低。是以，VHX系列擁有極高的清晰度和出色的操作性。
多應用場景護航電池安全
目前，VHX系列數位顯微系統已經在動力電池領域規模應用，客戶回報十分不錯。除毛刺檢測外，其核心應用場景還包括極片缺陷分析，來料銅箔銅屑、鋁箔鋁屑檢測，鋁殼或鋼殼表面電鍍不良或擊穿分析，圓刀、直刀和模刀檢測。
極片缺陷分析環節，極片開裂、掉料或偏移，極片表面多孔洞或疏松，将造成锂電池能量密度降低，且容易引發安全隐患。VHX系列通過100倍檢視3.5mm左右長度的極片視野範圍，發現極片缺陷。
左：極片開裂檢測；右：極片掉料檢測。
來料銅箔銅屑、鋁箔鋁屑檢測環節，銅箔、銅屑或鋁箔、鋁屑太大或過多，一旦金屬單質累積到一定程度，其堅硬的棱角容易穿刺隔膜，進而造成電池自放電，引發安全隐患。
VHX系列數位顯微系統通過在銅箔或鋁箔切割面，采取黑色膠帶粘黏，進一步放到顯微鏡下實作實時深度合成功能觀測。
來料銅箔的銅屑檢測
殼體防爆閥檢測與殼體底部焊接檢測環節，動力電池防爆裝置一般采用刻痕或焊防爆膜。為降低電池爆炸的沖擊或傷害，大部分锂電池均會采用防爆閥，由雷射切割和沖壓的方式加工，而加工的深度直接影響防爆閥的有效性及安全性，且裂紋或嚴重熱影響均會造成安全隐患。如深度不夠無法起到防爆作用，但深度過深則存在穿透風險。
VHX系列顯微鏡通過3D圖像拼接後，首先觀測是否有裂紋或嚴重熱影響；然後設定基準面，自動識别防爆閥最深點。