簡介:實時檢測鋰電隔膜缺陷,為新能源產業的安全保駕護航。

動力電池作為新能源汽車的“心臟”,其安全性能直接關乎整車的可靠運轉。電池的各個組成部分必須協同完成安全防護任務,其中電池隔膜扮演著尤為關鍵的角色。

電池隔膜位于正、負極間,使用其絕緣性能將兩極隔離開,從而防止短路。隔膜這一高分子材料需要具備納米級微孔,允許鋰離子通行而阻隔活性物質,以完成電池的充放電反應。

隔膜質量的優劣將直接影響電池的內阻、容量、循環壽命等電化學性能,同時也與電池的熱穩定性和安全性有著密不可分的關系。任何隔膜缺陷都可能導致危險的電池短路、熱失控甚至起火爆炸。因此,對隔膜進行嚴格的檢測和控制,是保證電池安全的第一要務。

中科微至科技股份有限公司(以下簡稱:中科微至,股票代碼:688211)以前瞻性的視角深入洞察機器視覺這一前沿智能科技領域,并持續將深度學習算法等先進的機器學習算法引入到機器視覺領域,傾力打造了鋰電隔膜缺陷檢測設備,這款設備可以對高速運行的鋰電隔膜進行實時的缺陷檢測,為新能源產業的安全保駕護航。

解決方案

一、方案概況

中科微至的鋰電隔膜檢測系統檢測可以檢測的瑕疵類型包括針孔、異物、劃痕、油斑、亮點、晶點、黑點、漏涂、蚊蟲、漏噴、少噴、多噴、液滴等,對于關鍵性缺陷針孔,在客戶嚴苛的實驗環境下達到了100%的檢出率。此外,該系統不僅適用于鋰電隔膜的缺陷檢測,還可應用于光學薄膜、鋁塑薄膜、復合膜和PE膜等的缺陷檢測。

▲案例應用

二、檢測流程

▲檢測流程

中科微至的鋰電隔膜檢測流程可以細化為以下幾個環節:

· 實時采集相機圖像,系統方案多相機間需要做同步處理,每個相機獨立負責各自視野內的隔膜圖像,相機間有重疊區域以保障缺陷的完整性;

· 對獲取的圖像數據進行一系列預處理操作,以提高后續處理的效率和準確性,預處理包括對比度、亮度調整、噪聲去除和濾波等,并通過巡邊算法提取到隔膜區域;

· 缺陷候選區域提取,基于上一步得到的圖像數據,嘗試識別和提取可能存在缺陷的區域;

· 缺陷初步分類,利用深度神經網絡對缺陷進行分類以確定這些區域是否確實代表了缺陷,以及它們可能的類型或類別;

· 缺陷精確分割環節,對于初步分類為缺陷的區域,本環節將嘗試對其進行更精確的分割,基于深度學習的缺陷分割技術,精確地分割出缺陷的具體形狀和大小,并統計缺陷特征信息,該環節涉及到更復雜的圖像處理或機器學習算法的應用;

· 多相機圖像缺陷匯總與分類步驟,在這個階段,將所有的缺陷信息匯總起來,并盡可能進行進一步的特征提取和缺陷分類,以用于后續的分析或決策,例如計算各種缺陷的數量、分布等統計信息。

三、產品配置

在整個檢測流程中,中科微至鋰電隔膜缺陷檢測的流程應用了計算機視覺和機器學習的技術來自動檢測鋰電隔膜的缺陷,有助于提高檢測效率和分類準確率,從而降低人工檢測的成本和誤判風險,而這些成果的取得離不開中科微至在硬件與軟件兩方面的硬實力支撐。中科微至鋰電隔膜檢測設備可以自動適應不同膜厚的隔膜從而減少配方的數量,從而極大地方便了客戶的使用,解決了行業痛點問題。

▲硬件產品矩陣

在硬件方面,中科微至鋰電隔膜檢測設備采用自主研發的視覺相機硬件,搭載了功能強大的相機算法,同時配備完整的相關設備,以實現工業機器視覺識別、定位、測量和檢測等多重需求。相機結構緊湊穩定可靠,IP65工業防護等級,適應各種嚴苛的視覺檢測環境。

更值得一提的是,還配備了自主研制的基于8K線陣圖像傳感器的高速視覺檢測系統,該系統具有高清晰度、高速度和適應性強的特點,可以廣泛應用于各種復雜的生產線視覺檢測任務。這種系統的應用,無疑提高了缺陷檢測的準確性和效率,為生產線的高效運行提供了強有力的技術支持。

▲系統軟件主頁面

軟件主頁面如上圖,功能如下:

· 軟件頂部區域展示了客戶生產工單相關的信息;

· 左中區域是系統啟、停、換卷等功能操作按鈕,與整套設備實時聯動;

· 左下區域是缺陷地圖實時展示,缺陷類型可設置不同顏色或圖案展示;

· 右下區域是缺陷圖片實時顯示,雙擊圖片查看缺陷詳細信息。

在軟件方面,中科微至鋰電隔膜檢測系統采用自主研發的分布式架構,針對客戶檢測鋰電隔膜的需求,靈活擴展服務器算力,實現高性能、高可靠性和24小時全天候實時高性能檢測。

此外,整個軟件采用高性能模塊式框架設計,實現獨立解耦,可擴展性、維護性和靈活性強的特點,可以快速響應用戶定制化需求。在操作方面,中科微至鋰電隔膜檢測系統的界面友好、操作簡單、使用方便,操作人員只需極短的培訓時間即可快速上手使用。

▲系統軟件缺陷報表

四、方案特點

相較于其他同類產品,中科微至鋰電隔膜缺陷檢測設備具備獨特的技術特點,系統采用了相機分時頻閃或光源分時頻閃兩種解決方案,可以適應客戶現場需求。

通過高精度編碼器精確控制光源的脈沖頻率與相機拍攝時間的同步,使得相機在頻閃條件下能夠獲得高速拍照下穩定的圖片,在同一時刻可以在相同區域采集多組不同打光方式的圖像數據進行算法融合檢測,增強了缺陷檢出率和分類準確率。此外,檢測系統運用專業的打光方案,使同一缺陷在不同光照條件下呈現出不同特征。

這種頻閃與打光的組合方式,有助于區分外觀相似的缺陷,提高分類效果。在不影響客戶檢測線速度的情況下,頻閃+專業打光的組合方案顯著提高了在同一打光下效果相似缺陷的分類檢出效果,這不僅保證了檢測的準確率,也減少了誤判和漏判的風險。

▲光源分時頻閃方案

在鋰電隔膜檢測行業,中科微至的鋰電隔膜缺陷檢測設備在市場上具有顯著的核心優勢。其中一項核心優勢在于針對不同的隔膜材料特性,采用自研線光源+自研8K工業相機為客戶提供定制化的打光方案,從硬件的基礎成像系統搭配自研軟件圖像算法系統能夠準確檢出各種缺陷,更好地適應各種隔膜材料,從而提高檢測的準確性和穩定性,使得中科微至在鋰電隔膜檢測行業中具有更高的競爭力,為客戶提供更加優質、高效的解決方案。

總結

作為行業領先的機器視覺公司,中科微至始終秉承著自己的企業使命:科技創新、匠心品質,提供完美的智能視覺·工業傳感器·智慧物流綜合解決方案,與客戶共創美好未來!為了實現這一使命,中科微至不斷加大在機器視覺領域的研發投入,專注于突破鋰電隔膜檢測領域的核心技術,通過先進的檢測手段,確保動力電池的安全性能,為我國新能源汽車產業的快速發展提供堅強保障。