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    Maysun 非接触式 PW-2:隔绝划伤与污染,电极涂层厚度实时 0.1 µm 级解析

    发布时间: 2026-01-23  点击次数: 19次
    一、电极涂层质检的“阿喀琉斯之踵"
    锂离子电池、固态电解池与燃料电池的核心性能,几乎都与“涂层厚度"这一道几微米到百微米的薄膜直接挂钩。传统接触式千分尺、电感测头或台阶仪存在三大硬伤:
    1. 触针压力 0.5–5 mN,极易在软质磷酸铁锂或 NMP 未烘干层留下划痕;
    2. 测头易被导电剂、PVDF 黏附,造成“越测越高"的漂移假象;
    3. 单点离线抽检,节拍 20–30 s,无法对百米级涂布线形成闭环。
      Maysun 推出的非接触式 PW-2,用“光谱共焦 + 气浮隔离 + 在线自标定"三板斧,把厚度解析度推进到 0.1 µm,同时让“划伤"与“污染"两大顽疾退场。
    二、硬件架构:把“光学尺"悬浮在极片上空
    1. 双通道光谱共焦探头
      白光经物镜色散后,仅在焦点处形成 0.5 µm 光斑;780–950 nm 波段共焦通道同时锁定“涂层上表面"与“铜箔/铝箔基准面",差值即湿膜/干膜厚度。采样频率 8 kHz,线扫速度 120 m min⁻¹ 时横向间隔 0.25 mm,真正意义上给极片做“CT"。
    2. 气浮防尘罩
      探头四周环形 0.2 mm 狭缝持续吹出经 HEPA 过滤的洁净空气,形成 30 Pa 正压气垫,既隔绝涂布扬尘,又让探头与极片保持 200 µm 安全间隙,实现“零接触、零划伤"。
    3. 陶瓷基准轨 + 激光干涉补偿
      每扫描 500 mm,系统自动回退至陶瓷基准轨,利用内置 633 nm 激光干涉仪重新归零,抵消 24 h 温漂 <±0.3 µm, 0.1 µm 精度同级可比。
    三、算法层:把“光谱峰"翻译成“真实厚度"
    1. 多层折射率实时修正
      涂层配方切换时,操作员只需输入当前浆料固含量与溶剂比,PW-2 自动调用 n=1.42–1.68 的折射率库,把光谱峰值偏移换算成物理厚度,避免因 n 值偏差带来的 2–3 µm 系统误差。
    2. AI 去噪引擎
      对 8 kHz 原始信号做 1D-CNN 滤波,识别并剔除气泡、箔材针孔、划痕等异常峰值,信噪比提升 18 dB,使重复精度 σ<0.05 µm。
    3. 厚度-面密度反演模型
      结合 X-ray 面密度仪的同步数据,系统可建立 ρ=f(Thk) 的机器学习模型,实现“光学厚度⇋涂层克重"双向预测,为涂布模头螺栓提供闭环反馈,横向克重偏差可压缩至 ≤0.3%。
    四、现场部署与合规
    • 整机符合 CE、CDRH Class II 激光安全;
    • 探头本体 316L 不锈钢 + PTFE 镀层,耐 NMP、电解液蒸汽腐蚀;
    • 支持 OPC-UA、Modbus TCP,与涂布机 MES 无缝对接;
    • 自带 21 CFR Part 11 模块:每一卷极片生成加密 PDF 厚度云图,含最小/、CPK、均值曲线,审计追踪不可篡改。
    五、实测案例
    1. 磷酸铁锂极片(目标 150 µm)
      在 80 m min⁻¹ 速度下连续扫描 5 km,厚度分布 149.8±0.9 µm,CPK=2.1;与传统接触式千分尺对比,偏差 0.2 µm,且无肉眼可见划痕。
    2. 三元材料未烘干湿膜(溶剂 65 %)
      PW-2 以 0.1 µm 分辨率实时输出 260 µm 湿膜厚度,与后续烘箱出口干膜 135 µm 对比,收缩率预测误差 <1 %,为热风段温控提供前馈数据。
    3. 固态氧化物燃料电池阴极
      针对 5–15 µm 超薄 GDC 层,系统切换高 NA 物镜,z 轴分辨率 50 nm,成功检出 0.12 µm 的喷涂团聚颗粒,帮助工艺团队将阴极过电位降低 8 mV。

    结语
    Maysun 非接触式 PW-2 用“光谱共焦 + 气浮隔离 + AI 厚度模型"的组合拳,让电极涂层厚度监测实现“纳米级精度、米级速度、表面"三者兼得。当极片向更薄、更轻、更高能量密度演进时,PW-2 所提供的 0.1 µm 级实时解析,不仅是质量数据,更是涂布工艺自我进化的起点——从“事后抽检"到“在线闭环",从“经验调机"到“数据调机",让每一微米都看得见、算得准、控得住。


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