简介:实时检测锂电隔膜缺陷,为新能源产业的安全保驾护航。

动力电池作为新能源汽车的“心脏”,其安全性能直接关乎整车的可靠运转。电池的各个组成部分必须协同完成安全防护任务,其中电池隔膜扮演着尤为关键的角色。

电池隔膜位于正、负极间,使用其绝缘性能将两极隔离开,从而防止短路。隔膜这一高分子材料需要具备纳米级微孔,允许锂离子通行而阻隔活性物质,以完成电池的充放电反应。

隔膜质量的优劣将直接影响电池的内阻、容量、循环寿命等电化学性能,同时也与电池的热稳定性和安全性有着密不可分的关系。任何隔膜缺陷都可能导致危险的电池短路、热失控甚至起火爆炸。因此,对隔膜进行严格的检测和控制,是保证电池安全的第一要务。

中科微至科技股份有限公司(以下简称:中科微至,股票代码:688211)以前瞻性的视角深入洞察机器视觉这一前沿智能科技领域,并持续将深度学习算法等先进的机器学习算法引入到机器视觉领域,倾力打造了锂电隔膜缺陷检测设备,这款设备可以对高速运行的锂电隔膜进行实时的缺陷检测,为新能源产业的安全保驾护航。

解决方案

一、方案概况

中科微至的锂电隔膜检测系统检测可以检测的瑕疵类型包括针孔、异物、划痕、油斑、亮点、晶点、黑点、漏涂、蚊虫、漏喷、少喷、多喷、液滴等,对于关键性缺陷针孔,在客户严苛的实验环境下达到了100%的检出率。此外,该系统不仅适用于锂电隔膜的缺陷检测,还可应用于光学薄膜、铝塑薄膜、复合膜和PE膜等的缺陷检测。

▲案例应用

二、检测流程

▲检测流程

中科微至的锂电隔膜检测流程可以细化为以下几个环节:

· 实时采集相机图像,系统方案多相机间需要做同步处理,每个相机独立负责各自视野内的隔膜图像,相机间有重叠区域以保障缺陷的完整性;

· 对获取的图像数据进行一系列预处理操作,以提高后续处理的效率和准确性,预处理包括对比度、亮度调整、噪声去除和滤波等,并通过巡边算法提取到隔膜区域;

· 缺陷候选区域提取,基于上一步得到的图像数据,尝试识别和提取可能存在缺陷的区域;

· 缺陷初步分类,利用深度神经网络对缺陷进行分类以确定这些区域是否确实代表了缺陷,以及它们可能的类型或类别;

· 缺陷精确分割环节,对于初步分类为缺陷的区域,本环节将尝试对其进行更精确的分割,基于深度学习的缺陷分割技术,精确地分割出缺陷的具体形状和大小,并统计缺陷特征信息,该环节涉及到更复杂的图像处理或机器学习算法的应用;

· 多相机图像缺陷汇总与分类步骤,在这个阶段,将所有的缺陷信息汇总起来,并尽可能进行进一步的特征提取和缺陷分类,以用于后续的分析或决策,例如计算各种缺陷的数量、分布等统计信息。

三、产品配置

在整个检测流程中,中科微至锂电隔膜缺陷检测的流程应用了计算机视觉和机器学习的技术来自动检测锂电隔膜的缺陷,有助于提高检测效率和分类准确率,从而降低人工检测的成本和误判风险,而这些成果的取得离不开中科微至在硬件与软件两方面的硬实力支撑。中科微至锂电隔膜检测设备可以自动适应不同膜厚的隔膜从而减少配方的数量,从而极大地方便了客户的使用,解决了行业痛点问题。

▲硬件产品矩阵

在硬件方面,中科微至锂电隔膜检测设备采用自主研发的视觉相机硬件,搭载了功能强大的相机算法,同时配备完整的相关设备,以实现工业机器视觉识别、定位、测量和检测等多重需求。相机结构紧凑稳定可靠,IP65工业防护等级,适应各种严苛的视觉检测环境。

更值得一提的是,还配备了自主研制的基于8K线阵图像传感器的高速视觉检测系统,该系统具有高清晰度、高速度和适应性强的特点,可以广泛应用于各种复杂的生产线视觉检测任务。这种系统的应用,无疑提高了缺陷检测的准确性和效率,为生产线的高效运行提供了强有力的技术支持。

▲系统软件主页面

软件主页面如上图,功能如下:

· 软件顶部区域展示了客户生产工单相关的信息;

· 左中区域是系统启、停、换卷等功能操作按钮,与整套设备实时联动;

· 左下区域是缺陷地图实时展示,缺陷类型可设置不同颜色或图案展示;

· 右下区域是缺陷图片实时显示,双击图片查看缺陷详细信息。

在软件方面,中科微至锂电隔膜检测系统采用自主研发的分布式架构,针对客户检测锂电隔膜的需求,灵活扩展服务器算力,实现高性能、高可靠性和24小时全天候实时高性能检测。

此外,整个软件采用高性能模块式框架设计,实现独立解耦,可扩展性、维护性和灵活性强的特点,可以快速响应用户定制化需求。在操作方面,中科微至锂电隔膜检测系统的界面友好、操作简单、使用方便,操作人员只需极短的培训时间即可快速上手使用。

▲系统软件缺陷报表

四、方案特点

相较于其他同类产品,中科微至锂电隔膜缺陷检测设备具备独特的技术特点,系统采用了相机分时频闪或光源分时频闪两种解决方案,可以适应客户现场需求。

通过高精度编码器精确控制光源的脉冲频率与相机拍摄时间的同步,使得相机在频闪条件下能够获得高速拍照下稳定的图片,在同一时刻可以在相同区域采集多组不同打光方式的图像数据进行算法融合检测,增强了缺陷检出率和分类准确率。此外,检测系统运用专业的打光方案,使同一缺陷在不同光照条件下呈现出不同特征。

这种频闪与打光的组合方式,有助于区分外观相似的缺陷,提高分类效果。在不影响客户检测线速度的情况下,频闪+专业打光的组合方案显著提高了在同一打光下效果相似缺陷的分类检出效果,这不仅保证了检测的准确率,也减少了误判和漏判的风险。

▲光源分时频闪方案

在锂电隔膜检测行业,中科微至的锂电隔膜缺陷检测设备在市场上具有显著的核心优势。其中一项核心优势在于针对不同的隔膜材料特性,采用自研线光源+自研8K工业相机为客户提供定制化的打光方案,从硬件的基础成像系统搭配自研软件图像算法系统能够准确检出各种缺陷,更好地适应各种隔膜材料,从而提高检测的准确性和稳定性,使得中科微至在锂电隔膜检测行业中具有更高的竞争力,为客户提供更加优质、高效的解决方案。

总结

作为行业领先的机器视觉公司,中科微至始终秉承着自己的企业使命:科技创新、匠心品质,提供完美的智能视觉·工业传感器·智慧物流综合解决方案,与客户共创美好未来!为了实现这一使命,中科微至不断加大在机器视觉领域的研发投入,专注于突破锂电隔膜检测领域的核心技术,通过先进的检测手段,确保动力电池的安全性能,为我国新能源汽车产业的快速发展提供坚强保障。