汽車電動(dòng)化邁入下半場競爭、300Ah+儲(chǔ)能電芯進(jìn)入交付關(guān)鍵期,均離不開電池技術(shù)和制造工藝的持續(xù)創(chuàng)新。
隨著終端對(duì)電池能量密度提出更高要求,方形電芯長薄化、大型化成為從結(jié)構(gòu)上滿足能量密度要求的新發(fā)展趨勢。
相對(duì)應(yīng)的,由于疊片工藝相較卷繞的空間利用率更高,同等體積下疊片電芯的能量密度高出約5%,其需求正不斷增長。
疊片工藝已被多家主流電池廠商采用,包括明確選擇長薄化方形路線的比亞迪(刀片)、蜂巢能源(短刀)、中創(chuàng)新航(全極耳疊片電池和One-stop bettery)等。另據(jù)高工鋰電了解,寧德時(shí)代、億緯鋰能(大容量電芯)、欣旺達(dá)(快充電池)目前也引入了疊片產(chǎn)線。
高工鋰電注意到,隨著疊片設(shè)備的市場上量,針對(duì)疊片后Overhang對(duì)齊度檢測,正在帶動(dòng)在線CT檢測設(shè)備需求增長。
疊片overhang問題,指正負(fù)極極片、隔膜等無法完全對(duì)齊的缺陷,會(huì)導(dǎo)致電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,最終影響電池一致性和安全性。
有電池廠商在經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證后表示,疊片后overhang缺陷的檢測,其高隱蔽性對(duì)檢測系統(tǒng)的成像分辨率和圖像分析算法都提出更高要求,只能通過在線CT檢測來實(shí)現(xiàn)。若通過Xray設(shè)備來檢測(2D掃描),易導(dǎo)致比誤判“更為可怕”的漏殺。同時(shí),也需要對(duì)極耳翻折、褶皺、破損等缺陷進(jìn)行檢測。
此背景下,支持在線實(shí)時(shí)全檢而不是離線部分抽檢、三維而不是二維掃描、且能提供非標(biāo)定制化服務(wù)的在線CT檢測方案迎來快速發(fā)展的機(jī)遇期。
GGII觀察指出,今年CIBF參會(huì)的CT檢測類企業(yè)數(shù)量超15家。相比上一屆CIBF,企業(yè)數(shù)量增長超3倍。
目前,國內(nèi)核心工段鋰電設(shè)備廠家均在加大在線CT檢測設(shè)備的開發(fā)與量產(chǎn)。其中,先導(dǎo)智能、思客琦、海目星激光、智佳能等都于近兩年發(fā)布了自研在線CT檢測設(shè)備。
除此之外,CT廠商包括亞銳智能、俐瑪精測、光影智測、日聯(lián)科技、Comet依科視朗、奧影檢測、天津三英等,憑借著核心技術(shù)上的積累與突破,正在加速工業(yè)CT技術(shù)在鋰電領(lǐng)域的應(yīng)用。
由于在線CT檢測設(shè)備的產(chǎn)品單價(jià)以及技術(shù)壁壘高,接下來仍需在檢測技術(shù)、上游零部件產(chǎn)業(yè)鏈配套、產(chǎn)能規(guī)模等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。
其中,檢測速度與檢測精確度,是相關(guān)團(tuán)隊(duì)得以確立技術(shù)壁壘的兩大關(guān)鍵指標(biāo)。
檢測速度方面,在線全檢即為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集,相較于離線抽檢,在線CT需要將電池掃描效率提升至秒級(jí)別。
據(jù)高工鋰電了解,從出貨后實(shí)際落地的情況來看,目前行業(yè)一線水準(zhǔn)可將單個(gè)電芯檢測時(shí)間控制在3s以內(nèi);單CT工位檢測節(jié)拍最快則可達(dá)到5.5PPM。另據(jù)先導(dǎo)智能,其在線工業(yè)CT的單工位檢測節(jié)拍在相關(guān)測試中表現(xiàn)為超過12PPM。
檢測精確度方面,提高掃描效率僅是開始,節(jié)拍數(shù)需綁定非標(biāo)產(chǎn)線的要求和最終成像的質(zhì)量來評(píng)判。掃描速度的提高意味著曝光時(shí)間的縮短、或者獲取圖片素材的減少,如何通過圖像處理、重建算法、AI算法等提高成像精確度等,決定了不同企業(yè)之間能否拉開差距。
而由于AI算法的性能優(yōu)化離不開大量數(shù)據(jù)的積累和迭代。對(duì)于在線CT檢測系統(tǒng)來說,其AI算法的優(yōu)化效果與設(shè)備實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間長短密切相關(guān)。
先導(dǎo)智能研發(fā)了面向大規(guī)模深度學(xué)習(xí)及視覺檢測場景的LEAD-PAI平臺(tái),擁有定制化的深度學(xué)習(xí)模型,具有強(qiáng)大的圖像識(shí)別和分類能力。
思客琦在線CT檢測設(shè)備涵蓋記憶編程,可自動(dòng)記錄檢測運(yùn)動(dòng)路徑;支持MES系統(tǒng)定制接入,具有強(qiáng)大的算法系統(tǒng)。
海目星在線CT產(chǎn)品通過圖像AI智能學(xué)習(xí),提高了模型兼容性,可快速兼容不同型號(hào)電池,提高檢測技術(shù)的準(zhǔn)確性和效率。
另據(jù)亞銳智能介紹,由于其在線CT檢測設(shè)備較早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線投入,在AI算法累計(jì)優(yōu)化22個(gè)月后,已可實(shí)現(xiàn)約1%的實(shí)際缺陷誤判率。
同時(shí),通過推動(dòng)射線源這一核心零部件的國產(chǎn)替代來進(jìn)行降本,也成為CT檢測產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大的關(guān)鍵。據(jù)俐瑪精測介紹,公司已經(jīng)配備了自主射線源開發(fā)團(tuán)隊(duì),預(yù)計(jì)于年內(nèi)實(shí)現(xiàn)自供工業(yè)CT射線源的釋放。
Comet依科視朗則針對(duì)在線CT,設(shè)計(jì)了系列X射線源和X射線管,可滿足高在線時(shí)長和高產(chǎn)出量的關(guān)鍵需求。
此外,在硬件上采取臥式而非立式的結(jié)構(gòu),即電芯不轉(zhuǎn)、射線源和探測器轉(zhuǎn),也可以起到減少電芯損傷的同時(shí)、提高檢測節(jié)拍的效果。
從最終效果來看,目前已推出在線CT檢測設(shè)備的誤判率普遍可達(dá)到1%以內(nèi)。
先導(dǎo)在線工業(yè)CT可實(shí)現(xiàn)GR&R<10%,電芯檢測誤判率≤0.1%。
思客琦在線CT檢測設(shè)備可實(shí)現(xiàn)GR&R<10%,漏判率為0,誤判率<1%。
海目星在線CT產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)重復(fù)性測量精度GR&R≤10%,漏殺率0,誤判率<0.5%。
值得注意的是,除了極片檢測之外,在線CT檢測設(shè)備另一滲透較快的應(yīng)用在于裸電芯與成品電芯缺陷檢測。
如:先導(dǎo)智能表示,相較X-Ray,先導(dǎo)工業(yè)CT的電芯誤檢率降低至0.1%,以年產(chǎn)2GWh生產(chǎn)180Ah的LFP 590疊片電池產(chǎn)線為例,可幫助企業(yè)減少誤檢而造成的電芯浪費(fèi),每年節(jié)省超1600萬元。
思客琦亦推出了針對(duì)裸電芯和成品電芯的在線快速CT檢測設(shè)備,電芯四個(gè)角進(jìn)行自動(dòng)全檢,滿足品質(zhì)檢測、三維測量及無損分析。
7月1-3日,第十七屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)將在常州·東方鹽湖城·茅山國際會(huì)議中心隆重舉行。屆時(shí),與會(huì)嘉賓將圍繞疊片工藝及在線CT檢測趨勢等議題展開探討及進(jìn)行市場預(yù)判,敬請(qǐng)關(guān)注!