锂电极片毛刺检测是锂电池制造过程中的关键质量控制环节,尤其在极片分切(Slitting)工序后必须严格检测。毛刺(Burrs)是指极片边缘在机械切割过程中产生的金属或涂层突起,若不加以控制,可能导致:
内部短路(毛刺刺穿隔膜)
热失控(引发微短路、局部过热)
电池自放电率升高
循环寿命下降
批量性安全风险
主要检测方法
1. 机器视觉检测(Machine Vision)——主流在线方法
推荐用于自动化生产线
原理:高分辨率工业相机+远心镜头拍摄极片边缘,结合图像算法识别毛刺。
系统组成:
线扫描相机(Line Scan Camera,分辨率可达5–10 μm/pixel)
远心镜头(消除透视畸变)
高亮度LED背光或同轴光
运动控制平台(同步极片移动)
图像处理软件(Halcon、VisionPro、OpenCV + AI)
检测流程:
极片匀速通过检测区
相机连续拍摄边缘图像
软件自动识别边缘轮廓
计算突起高度(毛刺尺寸)
超标则触发剔除机构
优点:
非接触、速度快(>1 m/min)
可实现100%全检
支持数据追溯与SPC分析
挑战:
涂层反光、阴影干扰
微小毛刺识别难度高
需定期标定与维护
2. 激光扫描检测
原理:激光位移传感器扫描极片边缘三维轮廓。
优势:
可获取高度信息(Z向精度高)
适合检测金属翻边
局限:
对涂层毛刺识别不如视觉
成本较高
3. 扫描电子显微镜(SEM)——实验室分析
原理:高倍电子束成像,分辨率可达1 nm。
用途:
失效分析(FA)
工艺优化(如刀具寿命研究)
验证在线检测结果
缺点:破坏性、抽样检测、无法用于产线。
4. 电学检测法(间接)
方法:将极片与模拟隔膜(如PET膜)加压接触,测量漏电流。
原理:毛刺越多,穿透风险越高,漏电流越大。
应用:实验室研究,不用于量产。
来源:网络