導(dǎo)讀

為新能源鋰電行業(yè)賦能第一站：OCT光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)！無論是鋰電池板、電池極片，還是氫能電池膜的電極，微米級(jí)分辨率和毫米級(jí)深度的OCT系統(tǒng)都能輕松檢測(cè)質(zhì)量與缺陷，有效填補(bǔ)了新能源領(lǐng)域高精度低成本視覺檢測(cè)技術(shù)的空白。

引言

隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源需求的不斷增長(zhǎng)，新能源行業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的技術(shù)革新和市場(chǎng)擴(kuò)展。在這一背景下，光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（Optical Coherence Tomography，簡(jiǎn)稱OCT）作為一種基于紅外干涉測(cè)量的高分辨率的光學(xué)成像技術(shù)，正逐步在新能源領(lǐng)域中展現(xiàn)出其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。

OCT技術(shù)能夠提供微米級(jí)別的成像分辨率，與毫米級(jí)的成像深度，使得其在材料分析、厚度測(cè)量、缺陷檢測(cè)、表面形貌評(píng)估等多個(gè)方面具備了顯著的優(yōu)勢(shì)。

圖2. OCT技術(shù)原理

應(yīng)用場(chǎng)景案例

在新能源領(lǐng)域，如鋰離子電池極片生產(chǎn)卷繞、到成組封裝，如光伏太陽能電池板的制造到儲(chǔ)能電池的質(zhì)量控制，再如氫能膜電極質(zhì)量監(jiān)測(cè)等每一環(huán)節(jié)，都對(duì)高精度的檢測(cè)技術(shù)有著迫切的需求。傳統(tǒng)視覺檢測(cè)方法雖然已在這一領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，但是隨著創(chuàng)新工藝的不斷精進(jìn)，檢測(cè)需求變得越來越多樣化、精細(xì)化，急需開拓各種新興的高端光電檢測(cè)技術(shù)以及AI等技術(shù)，并將其與傳統(tǒng)視覺方案融合，不斷優(yōu)化針對(duì)性圖像檢測(cè)算法，確保檢測(cè)能力與生產(chǎn)需求匹配。

1. 方殼電池外包裝膜貼合質(zhì)量檢測(cè)

鋰離子動(dòng)力電池一般按封裝結(jié)構(gòu)分為三種類型：方殼電池、圓柱電池、軟包電池，受工藝成熟度、成本效率、穩(wěn)定性等因素影響，其中，方殼電池的市場(chǎng)占有率最高。傳統(tǒng)電池外觀缺陷檢測(cè)設(shè)備只能判斷凹凸點(diǎn)、翹起、破損、劃痕等。但無法直接判斷貼膜內(nèi)部缺陷。比如凸點(diǎn)內(nèi)部是氣泡還是異物，如果一律按異物處理則會(huì)造成更多的返工成本浪費(fèi)。OCT作為一種無接觸可以高幀率實(shí)時(shí)觀測(cè)成像切面的技術(shù)則可以很好的應(yīng)對(duì)這一檢測(cè)需求。

2.電池薄膜厚度測(cè)量

OCT可以實(shí)現(xiàn)穿透成像檢測(cè)，同時(shí)基于干涉測(cè)量原理對(duì)于厚度深度測(cè)量應(yīng)用可達(dá)um級(jí)別高精度，因此也可用于各種封裝膜、貼合膠帶（如軟包電池極耳膠）的厚度檢測(cè)（3-6mm）以及多層結(jié)構(gòu)的材料分辨，同時(shí)OCT結(jié)合振鏡技術(shù)可以一次性實(shí)時(shí)對(duì)10mm甚至以上寬度平面畫幅線掃成像和3D成像，適用厚度一致性、表面以及內(nèi)部平面度的檢測(cè)。

3. 氫燃料電池膜電極檢測(cè)

氫燃料電池膜電極（Membrane Electrode Assembly, MEA）是氫燃料電池的核心組件，負(fù)責(zé)電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。MEA的性能直接影響整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的效率和壽命，檢測(cè)需求包括催化劑層貼合情況檢測(cè)、質(zhì)子交換膜（PEM）厚度以及粘接情況檢測(cè)等，OCT對(duì)于這類透明材料具有非常良好的微觀成像能力，可以全面評(píng)估氫燃料電池膜電極的性能，確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和高效性。

4. 電池行業(yè)激光焊接熔深在線監(jiān)測(cè)

如今激光焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電池頂蓋焊接、pack焊接等場(chǎng)景，焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)是保障電池安全與能源效率的關(guān)鍵技術(shù)，不像傳統(tǒng)光譜信號(hào)的間接評(píng)估手段，OCT提供了一種實(shí)際尺度測(cè)量評(píng)估的可行方案：將OCT測(cè)量光束與加工激光束通過二向色鏡同軸集成，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量光束與加工光束同時(shí)到達(dá)工件熔化內(nèi)部匙孔位置，實(shí)現(xiàn)焊中在線熔深監(jiān)測(cè)。

方案優(yōu)勢(shì)

1.易于集成

友思特OQ Labscope系列的主機(jī)、探頭十分小巧、通過光纖連接，長(zhǎng)度可拓展至3m，線纜可定制工業(yè)級(jí)保護(hù)套或者與其他線路集束，適合多樣化的場(chǎng)景并可方便與其他自動(dòng)化機(jī)構(gòu)集成。

圖7.?友思特OCT系統(tǒng)光纖探頭操作示意圖

2.實(shí)時(shí)多切面成像

OCT光路為單點(diǎn)成像探測(cè)光路因此還非常適配振鏡控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)任意路徑的掃描。友思特OQ Labscope系列支持交叉掃描、環(huán)形掃描、長(zhǎng)掃描等多種實(shí)時(shí)切面成像模式，還可以自定義掃描速率、掃描密度、掃描寬度、掃描中心點(diǎn)等適配多樣化的需求，B-scan切面成像幀率高達(dá)50fps。

圖8.?實(shí)時(shí)多切面成像

3.低成本架構(gòu)

傳統(tǒng)OCT設(shè)備價(jià)格昂貴，通常只能被用于大型醫(yī)院（眼科診斷等），限制了OCT技術(shù)在眾多場(chǎng)景的應(yīng)用。友思特采用專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)光源、光譜儀的低成本設(shè)計(jì)的同時(shí)通過算法補(bǔ)償并大大提升成像性能，讓OCT在工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)得到拓展。歡迎來樣檢測(cè)、我們?cè)概c您一起探索OCT的更多潛力應(yīng)用。

生物制藥工業(yè)檢測(cè) 消費(fèi)電子制造檢測(cè)

了解更多？歡迎關(guān)注12月12日周四下午14:00友思特云課堂“見微知著喚醒視覺——為新能源電池行業(yè)聚能的視覺與光電方案”第一講：外觀實(shí)時(shí)深度解析：電池貼膠與封裝膜穿透檢測(cè)。觀看有禮：https://olezi.xetslk.com/sl/4GdH5k

審核編輯 黃宇