電池的使用范圍從便攜式電子設備到電動車輛和儲能。高效、可靠和安全的高性能電池的經濟制造至關重要。對于電池組件而言，由于該行業仍然相對新興且正在不斷發展，因此質量控制（QC）、故障分析（FA）和研發都很重要。
電池生產有多個步驟，如電極片制造以及單元組裝和精加工，都需要檢測和質量控制。在質量控制、 故障分析和研發過程中，需要從樣品制備到顯微鏡目視和化學分析等不同的解決方案。
電池電極片是如何制造的？
首先，將陽極和陰極的原材料混合，以產生均勻的漿料。然后使用這種漿料涂覆金屬箔，通常為銅或鋁，然后干燥。通過壓延達到所需的電極厚度。然后，將母卷切割成更小的卷材（子卷）。最后，真空干燥可去除任何殘留溶劑。
什么是電池單元組裝？
在單元組裝中，根據單元的幾何形狀，將單個組件（即陽極、陰極和隔膜）進行堆疊或卷繞。然后，在電極和端子之間形成電氣接觸。然后，將堆疊或卷繞插入單元外殼中。
電池單元后段加工工序是什么？
單元中填充有電解液。然后，在封閉電池單元之前，必須清除預充電過程中產生的氣體。最后，電池單元經過自動化成形和老化過程，以獲得最佳電池性能。
電池生產的步驟是什么？
先進的電池生產包括 3 個主要步驟：
1
電極片制造
制備電極片時，將導電添加劑和粘合劑混合，然后用其涂覆電極薄膜，在壓延過程中壓縮，切割到合適的尺寸（分切），最后干燥以除去殘留水分。
2
電池單元組裝
其中陽極和陰極根據電池單元設計成形，例如圓柱形、棱柱形或袋狀（分離），然后進行堆疊或纏繞、焊接并插入填充有電解質的外殼中。
3
電池單元后段工序
通過充電和放電循環（成形）進行電化學活化，以確保操作性能和穩定性，然后進行脫氣、老化和最終測試。
電池電極片顯示出一個孔缺陷。使用暗場照明和徠卡復合顯微鏡采集的圖像。
電池電極片檢測
電極片是電池中最小單元的一部分，任何關鍵缺陷（如雜質、涂層中的氣孔和邊緣波動）都會嚴重降低電池性能和可靠性。
此類缺陷可能導致短路，并對用戶造成安全風險。此外，由于易碎性增加，它們會妨礙處理電極片的能力。因此，在制造過程中對電極片表面和批量均勻性進行在線質量控制和檢測非常重要。顯微鏡檢測可用于常規電極片質量檢查、擴大生產線，并培訓人工智能系統檢測缺陷。
測量電池極片中孔缺陷的深度。使用徠卡復合顯微鏡記錄三維圖像。
電池的毛刺檢測
毛刺檢測很重要，因為在分切和電池組裝過程中，電極片邊緣產生的毛刺會損壞分離器并造成短路。毛刺也會導致熱失控，這種現象發生在充電期間電池的溫度控制出現故障時。熱失控會導致溫度持續升高，這可能導致電池組件分解，最終引發火災甚至爆炸。
高性能顯微鏡可用于檢測裝配過程中的毛刺，以最大限度地減少毛刺，幫助防止因熱失控和短路而導致電池降解。
電池電極片邊緣有毛刺（用紅色箭頭標記）。使用 DVM6 數碼顯微鏡拍攝的圖像。
電池組件的橫截面分析
高性能電池系統的開發和生產需要對組件內部結構進行檢查。使用橫截面分析等先進技術。
此分析需要制備樣品橫截面和各種分析方法。由于零部件材料的軟脆特性，制備將富有挑戰。
高質量的橫截面制備不能有明顯的碎屑（脆性材料）和污漬（軟性材料）。在真空或受控環境中處理和制備樣品數小時至關重要。分析應快速可靠地提供結果。提供這些優勢的解決方案包括：
機械研磨、拋光和銑削，以及離子束銑削系統
保持真空或受控環境的樣品處理或傳送系統
高性能光學顯微鏡（也可與激光光譜結合使用）
電池生產的清潔度分析
電池生產過程中的顆粒污染會導致短路和過熱，從而導致電池性能差、使用壽命短甚至故障。
因此，在零部件制造和組裝過程中，顆粒檢測和消除是質量控制的關鍵部分。為了在電池生產過程中進行高效的質量控制，應實施穩健的清潔度分析流程。
光學顯微鏡可提供快速準確的清潔度分析解決方案。為了進行視覺和化學評估，需要使用光譜法進行顯微鏡檢查。
電池生產過程中的清潔度分析：使用徠卡復合顯微鏡和 Cleanliness Expert 軟件進行分析的濾光片上銅（Cu）顆粒的圖像。
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