Комплексный контроль производства литиевых батарей с применением 3D-лазерных профилометров

В производстве литиевых батарей качество каждого технологического этапа напрямую влияет на безопасность, герметичность, долговечность и эксплуатационные характеристики готового изделия. Отклонения размеров, дефекты поверхности, нарушения плоскостности, трещины, поры, пустоты, непровар или неравномерные соединения могут привести к снижению надежности батареи, ухудшению электрической проводимости, проблемам при последующей сборке.

Для решения этих задач применяются 3D-лазерные профилометры, которые позволяют выполнять высокоточное сканирование поверхности, измерение геометрических параметров и обнаружение дефектов в режиме производственного контроля.

Контроль сварки бокового шва аккумуляторного модуля

Одним из важных этапов производства является контроль сварки бокового шва модуля литиевой батареи. Прочность конструкции и герметичность аккумуляторного модуля напрямую зависят от качества данного сварного соединения. Некачественная сварка может снизить долговечность, безопасность и энергоэффективность модуля.

3D-лазерный профилометр выполняет сканирование всей поверхности бокового шва в режиме реального времени. Полученные данные облака точек сравниваются с эталонной моделью, что позволяет выявлять дефекты сварки, включая поры, трещины и непровар. Такой контроль помогает обеспечить соответствие сварного соединения требованиям качества и безопасности.

Контроль качества сварки верхней крышки

Сварка верхней крышки является ключевым этапом герметизации призматических силовых литиевых батарей. От качества этой операции зависит безопасность и стабильность всего изделия.

Для минимизации рисков необходимо быстро и точно выявлять дефекты сварки. Применение 3D-лазерного профилометра позволяет повысить эффективность контроля и обеспечить точную оценку качества сварки верхних крышек в процессе производства литиевых батарей.

Контроль сварки токопроводящих шин

В производстве модулей литиевых батарей сварка токопроводящих шин является важным процессом, который напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и безопасность конечного изделия.

Для предотвращения влияния некачественных сварных соединений на последующие технологические операции применяются два уровня контроля. Первый — позиционирование перед сваркой для контроля зазора между выводом и электродной пластиной. Второй — контроль сварного шва после сварки для выявления поверхностных дефектов.

3D-визуальный контроль обеспечивает точные измерения и быстрое обнаружение дефектов каждого модуля, поддерживая качество сварки и общую надежность изделия.

Измерение высоты полюсных выводов и плоскостности

Контроль высоты полюсных выводов и плоскостности верхней крышки имеет важное значение для стабильности производственного процесса. Отклонения высоты полюсных выводов могут повлиять на этапы сварки и установки крышки, а нарушения плоскостности верхней крышки — на безопасность и герметичность батареи.

3D-лазерный профилометр позволяет точно измерять эти параметры, контролировать габаритные размеры, выявлять дефекты и обеспечивать надежность литиевых батарей.

Контроль внешнего вида и геометрических размеров модулей

Качество внешнего вида и геометрическая целостность аккумуляторных модулей критически важны для эффективности сборки и долгосрочной надежности изделия. Отклонения по плоскостности, контуру или наличие поверхностных дефектов могут привести к ухудшению герметизации, нарушению соосности при сборке и снижению надежности продукции.

Система 3D-лазерного профильного измерения использует многокамерное сканирование со сшивкой данных. Она контролирует состояние поверхности, стабильность размеров, верхнюю и нижнюю крышки модуля, отклонения плоскостности, искажения профиля и размерные несоответствия в диапазоне допусков от 0,08 до 0,1 мм.

Одновременно система выявляет поверхностные дефекты, такие как вмятины, выпуклости и царапины.

Контроль до этапа обертывания

До обертывания 3D-система сканирует поверхность корпуса батареи, кромки и углы. Это позволяет выявлять дефекты поверхности, включая вмятины, выпуклости и царапины.

С помощью сшивки изображений, полученных под разными углами, система также выполняет измерение плоскостности корпуса. Такой контроль обеспечивает поступление на этап обертывания только изделий без дефектов.

Контроль после этапа обертывания

После обертывания появляется дополнительная задача — контроль синей защитной пленки. Такая пленка может иметь царапины, пузыри и складки, а ее оптические свойства затрудняют выявление дефектов. Это может приводить к ложной отбраковке или пропуску дефектных изделий.

После обертывания система выполняет контроль пяти поверхностей, исключая верхнюю крышку, и выявляет дефекты в слое пленки. Также измеряются длина, ширина и высота изделия.

Для верхней крышки система обнаруживает дефекты полюсов, измеряет отклонения по высоте и проверяет параллельность. Это предотвращает попадание изделий с размерными отклонениями или дефектами внешнего вида на этап сборки модуля.

Контроль паяных соединений и внешнего вида

Качество паяных соединений литиевых батарей и общий внешний вид изделия имеют важное значение для поддержания эксплуатационных характеристик, безопасности и срока службы. Дефекты паяных соединений, такие как трещины, пустоты или неравномерная пайка, могут привести к ухудшению электрической проводимости или отказу батареи.

Поверхностные дефекты, включая царапины и неравномерную отделку поверхности, снижают надежность изделия и могут негативно влиять на доверие потребителей. Традиционные методы контроля не всегда обеспечивают необходимую точность и скорость, поэтому применение 3D-лазерных профилометров становится важным решением для современных производственных линий.

Заключение

3D-лазерные профилометры применяются на различных этапах производства литиевых батарей: при контроле сварки бокового шва, верхней крышки и токопроводящих шин, измерении высоты полюсных выводов и плоскостности, проверке внешнего вида, геометрических размеров, защитной пленки и паяных соединений.

Такой подход позволяет объединить контроль поверхности, измерение размеров, оценку качества сварки и пайки, проверку плоскостности и выявление дефектов в единую систему производственного контроля. В результате производители могут поддерживать стабильное качество продукции, снижать объем доработок и обеспечивать надежность готовых литиевых батарей.