鋰電產業進入一輪升級周期，精細化、專業化生產訴求愈加明顯，從前段的極片制造，到中段的裸電芯焊接，再到電芯組裝覆膜，都需要更高效、更精準的視覺檢測技術。
作為全球鋰電視覺檢測核心供應商，OPT（奧普特）視覺應用已覆蓋鋰電池生產全工序，并通過深度融合2D、3D及深度學習等多維視覺技術，攻克了關鍵工序的行業檢測難點，如極片邊緣毛刺檢測、極耳焊接外觀檢測、電芯藍膜外觀檢測等核心工序，實現了零漏檢、極低誤判的重大突破。
01
極片毛刺檢測
不遺漏任一細微瑕疵
在制造極片過程，如輥壓、分條、模切等工序，除了需要對正負極表面缺陷進行檢測和監控外，還需對極片邊緣橫向、縱向兩個維度毛刺實時在線檢測，當前產線主流設備速度達120米/分鐘，這對機器視覺檢測精度和響應速度提出了極大挑戰。
OPT機器視覺在極片分條機的應用示意圖
對此，OPT推出了一系列契合鋰電極片檢測的CXP面陣相機，并結合高角度和背光的打光方式，更能凸顯方向各異的毛刺特征。該系列的面陣相機兼具高帶寬、高分辨率特性，帶寬速度可達20Gbps，其掃描速度可應對更快的運動系統，檢測精度達7μm。
OPT極片毛刺檢測示意圖
在實施項目過程中，OPT累積了大量極片毛刺樣本數據，并利用深度學習軟件進行訓練標注，生成AI檢測模型，可快速精準檢測不同尺寸、不同形態的毛刺。
02
極耳翻折檢測
全工序零漏報
極耳翻折對電池質量有嚴重影響甚至引發安全隱患，其視覺檢測作為保障電池安全和性能的重要關卡，也是行業的難點之一。
以極耳的卷繞環節為例，OPT采用高速線陣相機和面陣相機，對電芯上的每片極耳進行檢測，掃描速度達到3米/秒，保證卷繞前的極耳無翻折缺陷。
OPT機器視覺在極耳卷繞機的應用示意圖
同時，在下料環節，還需檢測極耳的正面和側面，雙向檢測更全面。OPT采用液態鏡頭，通過多次側面成像，查看極耳的內層是否存在翻折，對焦的速度可達毫秒級。
進入極耳焊接段，對視覺檢測更為嚴苛，要求必須做到零漏檢，防止有極耳翻折、斷裂、碎屑等缺陷的裸電芯流入包裝環節。
OPT極耳翻折檢測示意圖
OPT充分利用2D視覺算法和深度學習的組合方式進行全檢，先通過定位電芯主體和極耳位置，再添加ROI框，利用深度學習目標檢測功能，提取不同的缺陷形態特征 、顏色特征等；并在極耳兩側區域使用找邊、Blob分析算法檢測極耳有無翻折，實現對極耳檢測的零漏報。
同時，基于深度學習的鋰電檢測，OPT在小樣本學習、遷移學習等方面實現關鍵技術創新，不僅解決了過度依賴大量缺陷樣本數據，還大幅縮短訓練周期，相近工藝的產品換型檢測實現一鍵遷移，項目部署更高效。
03
電芯六面檢
更全面更高效
包覆藍膜是鋰電池生產過程的一道重要工序，能對電芯起到絕緣防護作用。受藍膜材質和厚度影響，在覆膜過程中容易出現劃痕、氣泡等復雜多樣的缺陷，OPT深度融合3D、2D、分頻及深度學習技術，設計電芯六面全檢的視覺方案。目前，該視覺方案已在多個項目現場穩定運行，檢測的速度可達30PPM。
包膜電芯六面全檢示意圖
為避免藍膜、頂蓋金屬等反光材質影響，OPT采用的3D傳感器內置了高動態算法，自動調諧激光功率與增益，各種材質的成像均穩定清晰；而且結合Smart3視覺軟件的3D表面缺陷檢測算法，利用基準面擬合、曲面校正，便可對缺陷進行精準定位和提取特征信息，如頂蓋絕緣板的損傷、翹起、壓痕；極柱表面的污漬、溢膠；還有藍膜上的凹坑、凸點等，檢測精準。
針對電芯頂蓋電解液腐蝕的檢測難題，OPT采用低角度打光方式，穩定檢測直徑大于2mm的電解液結晶；同時，利用球積分光源的漫反射特性，穿透防爆閥PP膜，精準檢測PP膜下的異物和電解液。
在電芯六面檢解決方案里，OPT還結合了分頻技術，使光源快速頻閃，一次掃描即可獲得多個不同的光學成像效果，并輔以深度學習算法功能，能對瑕疵進行準確判斷，避免漏檢、誤判。
