宏虹方案|新能源鋰電行業,OCT光學相干斷層掃描技術新突破

引言

在新能源鋰電行業,OCT光學相干斷層掃描技術(Optical Coherence Tomography, OCT)已成為提升品質檢測的關鍵工具。不論是鋰電池板、電池極片,還是氫能電池膜的電極,OCT 技術以微米級解析度和毫米級深度,實現對材料的高精度檢測,填補了新能源領域中高精度、低成本檢測技術的空白。

隨著全球對可持續能源需求的不斷增長,新能源產業正迎來快速技術革新和市場擴展。OCT 作為一種基於紅外干涉測量的高解析度光學成像技術,在新能源領域展現了顯著優勢,應用價值逐漸被挖掘。

OCT成像技術

圖一 OCT成像技術

OCT 技術的核心在於其微米級成像解析度與毫米級成像深度,這使其在材料分析、厚度測量、缺陷檢測、表面形貌評估等方面有著無法比擬的精準性。

OCT技術原理

圖二 OCT技術原理

應用場景案例

在新能源行業,無論是鋰離子電池的極片生產與封裝,還是光伏太陽能電池板的製造與品質控制,以及氫能燃料電池膜電極的性能評估,高精度檢測技術的需求日益增長。傳統視覺檢測方法已發揮一定作用,但隨著工藝創新不斷進步,檢測需求變得更加多樣化與精細化。OCT 技術以其優越性能,成為傳統檢測方法的重要補充。

1. 方殼電池外包裝膜貼合品質檢測

鋰離子動力電池按封裝結構分為方殼電池、圓柱電池和軟包電池,其中方殼電池因成本效率與穩定性具備最高市場佔有率。傳統外觀檢測設備可識別凹凸點、翹起、破損與劃痕,但對貼膜內部缺陷無法準確檢測。例如,難以區分凸點內部的氣泡與異物。OCT 技術以無接觸高幀率即時觀測切面成像的方式,輕鬆解決這一難題。

方殼電池外包裝膜貼合品質檢測

圖三 方殼電池外包裝膜貼合品質檢測

2. 電池薄膜厚度測量

基於干涉測量原理,OCT 能夠對封裝膜、極耳膠帶等材料進行微米級厚度測量(3-6mm),並可區分多層結構材料。透過振鏡技術,OCT 可實現10mm以上寬幅平面即時掃描和3D成像,適用於厚度一致性、表面平整度及內部平面度的精準檢測。

電池薄膜厚度測量

圖四 電池薄膜厚度測量

3. 氫燃料電池膜電極檢測

氫燃料電池膜電極(Membrane Electrode Assembly, MEA)作為核心元件,直接影響電池效率與壽命。OCT 技術能精準檢測催化劑層貼合情況、質子交換膜厚度及粘接狀態,幫助確保氫燃料電池膜電極的可靠性與性能穩定。

氫燃料電池膜電極檢測

圖五 氫燃料電池膜電極檢測

4. 電池行業鐳射焊接熔深線上監測

鐳射焊接廣泛應用於電池頂蓋焊接及PACK焊接。相比傳統光譜訊號的間接評估,OCT 通過測量光束與加工雷射光束的同軸整合,實現焊接熔深的實時監測,大幅提升焊接品質。

電池行業鐳射焊接熔深線上監測

圖六 電池行業鐳射焊接熔深線上監測

方案優勢

1. 易於整合

宏虹 OQ Labscope 系列主機與探頭結構小巧,通過光纖連接,最長可延伸至3m,並支援工業級線纜保護套設計,方便與其他自動化機構整合使用。

宏虹OCT系統光纖探頭操作示意圖

圖七 宏虹OCT系統光纖探頭操作示意圖

2. 即時多切面成像

宏虹 OQ Labscope 系列具備靈活的掃描模式,包括交叉掃描、環形掃描、長掃描等,並支援自訂掃描速率、密度與範圍,B-scan 切面成像幀率可達50fps,滿足多樣化應用需求。

即時多切面成像

圖八 即時多切面成像

3. 低成本架構

傳統 OCT 設備價格昂貴,通常應用於醫療領域。宏虹採用專利技術,實現光源與光譜儀的低成本設計,並結合演算法補償,顯著提升成像性能,拓展 OCT 技術於工業市場的應用場景。

OCT技術的更多潛力行業

圖九 OCT技術的更多潛力行業

結論

OCT 光學相干斷層掃描技術以其精準性與多功能性,正在引領新能源鋰電行業邁向更高品質檢測的未來。無論是鋰電池、氫燃料電池還是其他新能源材料,宏虹OCT解決方案皆能提供卓越的性能與可靠性。歡迎洽詢我們,探索更多 OCT 技術的應用可能。

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