Teledyne DALSA 是 Teledyne Technologies Incorporated 的全資子公司，專注于設(shè)計(jì)、制造和部署全球領(lǐng)先的高性能數(shù)字成像和半導(dǎo)體解決方案。公司總部位于加拿大安大略省沃特盧。

Teledyne 成立于1980年，由半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)科學(xué)的開拓者Dalsa公司的創(chuàng)始人Arnold Amber在荷蘭啟動(dòng)，起初是做數(shù)碼成像和專業(yè)電影制作設(shè)備的制造。隨著公司業(yè)務(wù)的擴(kuò)展和發(fā)展，Teledyne DALSA現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為一家國(guó)際化的高科技公司，業(yè)務(wù)覆蓋了各種行業(yè)，包括工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療成像、科學(xué)研究，航空航天，安防監(jiān)控等領(lǐng)域。

Teledyne DALSA 的產(chǎn)品包括用于工業(yè)自動(dòng)化的X射線探測(cè)器、數(shù)字微鏡、醫(yī)療成像傳感器、航天成像系統(tǒng)、專業(yè)攝像機(jī)、全息圖像設(shè)備，以及機(jī)器視覺硬件和軟件等。

此外，Teledyne DALSA 還是半導(dǎo)體制造的領(lǐng)先者，擁有自己的制造工藝和設(shè)備，這使得公司能夠提供定制的產(chǎn)品和解決方案，滿足不同行業(yè)和客戶的需求。至2021年為止，Teledyne DALSA 已經(jīng)在全球各地設(shè)立了銷售、服務(wù)和支持網(wǎng)絡(luò)，以提供專業(yè)的客戶服務(wù)和技術(shù)支持。

Teledyne DALSA 是一家致力于通過數(shù)字成像和半導(dǎo)體技術(shù)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的公司，其產(chǎn)品和技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

來自 Teledyne DALSA 的 Gerard White 談?wù)摿虽囯x子電池檢測(cè)，他談到了這些電池的困難、必要性和未來。

什么是鋰離子電池？

鋰離子電池于 20 世紀(jì) 80 年代開發(fā)，首次應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦和電動(dòng)工具是在 90 年代。從那時(shí)起，它們的使用一直在擴(kuò)大，全球需求持續(xù)快速增長(zhǎng)。

鋰離子電池不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用有哪些？

鋰離子電池最初是為便攜式電子產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)開發(fā)，現(xiàn)在在日常生活中無處不在，應(yīng)用日益多樣化，包括電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具、醫(yī)療設(shè)備、智能手表、無人機(jī)、衛(wèi)星和公用事業(yè)規(guī)模存儲(chǔ)。

與其他可充電電池相比，該技術(shù)有哪些優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于電動(dòng)汽車而言？

鋰離子電池具有高能量密度和電壓、穩(wěn)定性、重量輕、壽命長(zhǎng)和化學(xué)成分多樣性等特點(diǎn)，使其成為一項(xiàng)突破性技術(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于以前的可充電電池技術(shù)。電動(dòng)汽車 (EV) 正在改變汽車和運(yùn)輸行業(yè)，預(yù)計(jì)到 2025 年銷量將達(dá)到 1200 萬至 1500 萬輛。這比 2018 年全球鋰離子電池產(chǎn)能增長(zhǎng)了十倍。

鋰離子電池如何幫助解決全球環(huán)境危機(jī)？

對(duì)我們來說，未來將推動(dòng)全球運(yùn)輸和能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)向電力，并實(shí)現(xiàn)更加脫碳的未來。

鋰離子電池面臨哪些挑戰(zhàn)？

鋰離子電池制造起來很復(fù)雜，特別是對(duì)于電動(dòng)汽車應(yīng)用來說，安全性、耐用性和模塊化性與性能、效率和價(jià)格方面的競(jìng)爭(zhēng)壓力相競(jìng)爭(zhēng)。必須生產(chǎn)單個(gè)電池，然后組裝成包含數(shù)百個(gè)電池的電池模塊。就像任何制造過程一樣，完美是目標(biāo)，而不是終點(diǎn)。

電池單體失敗的風(fēng)險(xiǎn)有哪些？

單電池故障可能需要拆卸整個(gè)模塊并移除發(fā)生故障的電池。未被發(fā)現(xiàn)的失效電池可能會(huì)導(dǎo)致更大的問題：它們會(huì)大大降低整個(gè)模塊的輸出功率和性能并帶來危險(xiǎn)。

用于克服這些挑戰(zhàn)的一些方法是什么？

在五家汽車制造商因可能導(dǎo)致火災(zāi)或熄火的缺陷而召回后，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局對(duì)電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車電池展開了新的調(diào)查。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局表示，新的調(diào)查覆蓋了超過 138,000 輛裝有韓國(guó) LG Energy Solution 生產(chǎn)的電池的車輛，并影響了通用汽車、梅賽德斯-奔馳、現(xiàn)代、Stellantis 和大眾汽車生產(chǎn)的汽車。

檢查如何讓鋰離子電池更安全？

幾乎所有電力系統(tǒng)中的電池系統(tǒng)故障都會(huì)帶來多種危險(xiǎn)。這為在所有單個(gè)電池組裝成模塊之前和之后增加質(zhì)量控制測(cè)試提供了強(qiáng)有力的理由。雖然每個(gè)電池和模塊可能在不同階段都進(jìn)行了電流測(cè)試，但這僅提供了部分了解。

最好的檢查策略是什么？

最好的策略是在生產(chǎn)過程中盡早開始檢查，以免浪費(fèi)時(shí)間和資源來報(bào)廢或回收即將完成的產(chǎn)品。

為什么在制造過程的早期啟動(dòng)這些策略很重要？

早期缺陷檢測(cè)使制造商能夠微調(diào)反饋回路，調(diào)整工藝機(jī)械以優(yōu)化結(jié)果。

箔片的哪些特性可能會(huì)導(dǎo)致電池功能和安全性問題？

箔片及其涂層的質(zhì)量和一致性對(duì)于電池的功能和安全性至關(guān)重要：隨著時(shí)間的推移，異物、凸塊和不均勻性會(huì)擠壓或摩擦隔膜箔，從而導(dǎo)致短路，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。電池故障。

鋰離子電池的檢測(cè)采用了哪些技術(shù)？

第一次目視檢查發(fā)生在箔片的制造中，箔片用于制造電極（陰極和陽極）。通常，這種檢查是在切片或沖壓過程之后進(jìn)行的，這可能會(huì)導(dǎo)致顆粒在電極卷起、折疊或堆疊之前沉積在表面上。

通常，深灰色背景上的一些深灰色缺陷可以決定電池的性能和壽命。制造商發(fā)現(xiàn)尋找這些從 50 微米一直到 10 微米級(jí)別的缺陷非常重要。

哪些因素決定何時(shí)在制造過程中使用這些方法？

接觸式成像通常用于“粗略”的初始檢查，但為了進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)檢查，公司正在轉(zhuǎn)向線掃描相機(jī)和高靈敏度 TDI（時(shí)間延遲和集成）相機(jī)，以提供必要的分辨率和靈敏度。

更具創(chuàng)新性的解決方案包括多視場(chǎng) TDI相機(jī)，它具有同時(shí)捕獲來自三個(gè)不同光譜和角度的光的額外優(yōu)勢(shì)，為缺陷檢測(cè)和分析提供更多圖像數(shù)據(jù)，而不會(huì)產(chǎn)生更多成本或減慢系統(tǒng)速度。

其他類型的成像用于裝配的不同階段。高速 3D 激光輪廓儀用于測(cè)量更多 3 維物體的形狀，例如接觸片焊接均勻性、接觸片變形和方向。焊接不良的接觸片可能會(huì)斷裂或?qū)е麻g歇性接觸不良。區(qū)域掃描相機(jī)主要用于將單個(gè)電池封裝成更大的電池，其中必須精確控制外殼中數(shù)百個(gè)電池的方向。

什么是“破壞性測(cè)試”？ Teledyne FLIR 高速熱像儀在其中發(fā)揮什么作用？

破壞性或?yàn)E用測(cè)試包括將電池暴露在一些最壞的情況下，以了解由此產(chǎn)生的任何安全問題。電池遭受的濫用測(cè)試之一是釘子刺穿，它模擬短路，可能導(dǎo)致電池過熱、著火甚至爆炸。

Teledyne FLIR 的高速熱像儀可揭示其他技術(shù)無法捕獲的熱量細(xì)節(jié)。通過熱成像，工程師不僅可以輕松地看到電池受到濫用測(cè)試時(shí)外部發(fā)生的情況，還可以看到內(nèi)部發(fā)生的情況以及熱量的進(jìn)展情況。

無損檢測(cè)有哪些替代調(diào)查技術(shù)？

研究人員還研究了用于原位分析的不同類型的 X 射線衍射，包括 X 射線甚至超聲成像。與任何應(yīng)用程序一樣，圖像質(zhì)量和時(shí)間之間存在平衡。

其中一些可以通過快速 2D X 射線系統(tǒng)來完成，但可見信息有限。借助 3D X 射線成像，可以全面了解電池和模塊的關(guān)鍵方面，而延時(shí) (4D) 斷層掃描有助于揭示運(yùn)行電池隨著老化的過程和變化。

工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT) 在檢測(cè)電池整個(gè)生命周期中的缺陷和內(nèi)部變化方面發(fā)現(xiàn)了更多用途。盡管如此，找出有趣的結(jié)構(gòu)仍然很困難：由于材料的密度非常相似，而且通常很薄，結(jié)果通常是低對(duì)比度的灰度圖像。

CT 數(shù)據(jù)分析和可視化軟件正在添加功能，可以在人工智能的幫助下獲得更明智的概述。

動(dòng)態(tài)中子射線照相術(shù)已被證明是另一種有前景的無損檢測(cè)選擇，可為研究人員提供有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)作的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。與 X 射線相比，中子相互作用為 X 射線成像提供了一些有用的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兣c元素的相互作用不同。

關(guān)于受訪者

Gerard White 是 Teledyne DALSA 的高級(jí)業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理，擁有超過 25 年的經(jīng)驗(yàn)，專注于工業(yè)成像相機(jī)的全球銷售、支持和營(yíng)銷。