Teledyne DALSA 是 Teledyne Technologies Incorporated 的全資子公司，專注于設(shè)計、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)體和計算機科學的開拓者Dalsa公司的創(chuàng)始人Arnold Amber在荷蘭啟動，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)的擴展和發(fā)展，Teledyne DALSA現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為一家國際化的高科技公司，業(yè)務(wù)覆蓋了各種行業(yè)，包括工業(yè)自動化、醫(yī)療成像、科學研究，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)自動化的X射線探測器、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、全息圖像設(shè)備，以及機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)推動行業(yè)進步和社會發(fā)展的公司，其產(chǎn)品和技術(shù)在各個行業(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，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 80 年代開發(fā)，首次應(yīng)用于智能手機、平板電腦和電動工具是在 90 年代。從那時起，它們的使用一直在擴大，全球需求持續(xù)快速增長。

鋰離子電池不斷增長的應(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，包括電動汽車、電動工具、醫(yī)療設(shè)備、智能手表、無人機、衛(wèi)星和公用事業(yè)規(guī)模存儲。

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

鋰離子電池具有高能量密度和電壓、穩(wěn)定性、重量輕、壽命長和化學成分多樣性等特點，使其成為一項突破性技術(shù)，遠遠領(lǐng)先于以前的可充電電池技術(shù)。電動汽車 (EV) 正在改變汽車和運輸行業(yè)，預(yù)計到 2025 年銷量將達到 1200 萬至 1500 萬輛。這比 2018 年全球鋰離子電池產(chǎn)能增長了十倍。

鋰離子電池如何幫助解決全球環(huán)境危機？

對我們來說，未來將推動全球運輸和能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)向電力，并實現(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，特別是對于電動汽車應(yīng)用來說，安全性、耐用性和模塊化性與性能、效率和價格方面的競爭壓力相競爭。必須生產(chǎn)單個電池，然后組裝成包含數(shù)百個電池的電池模塊。就像任何制造過程一樣，完美是目標，而不是終點。

電池單體失敗的風險有哪些？

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

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，美國國家公路交通安全管理局對電動和混合動力汽車電池展開了新的調(diào)查。美國國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 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)故障都會帶來多種危險。這為在所有單個電池組裝成模塊之前和之后增加質(zhì)量控制測試提供了強有力的理由。雖然每個電池和模塊可能在不同階段都進行了電流測試，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，以免浪費時間和資源來報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這些策略很重要？

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

箔片的哪些特性可能會導(dǎo)致電池功能和安全性問題？

箔片及其涂層的質(zhì)量和一致性對于電池的功能和安全性至關(guān)重要：隨著時間的推移，異物、凸塊和不均勻性會擠壓或摩擦隔膜箔，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行的，這可能會導(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 微米級別的缺陷非常重要。

哪些因素決定何時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，但為了進一步進行詳細檢查，公司正在轉(zhuǎn)向線掃描相機和高靈敏度 TDI（時間延遲和集成）相機，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 TDI相機，它具有同時捕獲來自三個不同光譜和角度的光的額外優(yōu)勢，為缺陷檢測和分析提供更多圖像數(shù)據(jù)，而不會產(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斷裂或?qū)е麻g歇性接觸不良。區(qū)域掃描相機主要用于將單個電池封裝成更大的電池，其中必須精確控制外殼中數(shù)百個電池的方向。

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

破壞性或濫用測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試時外部發(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展情況。

無損檢測有哪些替代調(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 (4D) 斷層掃描有助于揭示運行電池隨著老化的過程和變化。

工業(yè)計算機斷層掃描 (CT) 在檢測電池整個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選擇，可為研究人員提供有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)部運作的實時數(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，因為它們與元素的相互作用不同。

關(guān)于受訪者

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