为了保持竞争力，使用主动热成像进行电池检测变得更加重要。锂离子电池（LIB）制造商面临的挑战是最大限度地提高电池性能并降低成本，以保持采用LIB技术在经济上的吸引力。
从牙刷到汽车，从耳塞到移动设备，从玩具到半卡车，锂离子电池技术正在进入几乎所有领域。因此，对电池材料的需求、电极设计的创新、制造的改进以及电荷密度的优化都在不断增加。
在本文中，我们将讨论如何在制造过程的各个阶段使用先进的热成像和无损检测（NDT）进行电池检测，以最大限度地减少电极缺陷，优化材料使用并确保产品质量。
锂离子电池剖析
锂离子电池由多个部分组成，其中电池作为主要组件。电池是电池的主力，由以下材料组成：
集电体
集电体是两个电池端，具有正极和负极连接点。这些连接点用于对电池进行充电（供电）和放电（供电）。
阴极
阴极储存锂，是由化合物金属氧化物制成的正极。
阳极
阳极储存锂，是通常由碳制成的负极。
分隔符
隔膜限制电池内电子的流动，但允许锂离子从阴极和阳极电极来回传递。
电解质
电解质填充在电极之间，并在充电和放电期间携带来自阳极和阴极的锂离子。
锂离子电池操作
锂离子电池的操作完全是关于锂离子在阴极（+）和阳极（-）电极之间的来回运动。离子在充电期间向一个方向移动（吸收功率），在放电期间向相反方向移动（供电）。当离子不再流动时，电池要么充满电，要么放电。
充电相位（吸收功率）
在充电阶段，在施加外部电源的情况下，锂离子将通过隔膜和电解质从正阴极迁移到负阳极。同时，电子将从阴极流向阳极，然而，与锂离子不同，电子不能通过隔膜并在外电路周围采取不同的路径。到达阳极时，电子和离子结合。电池已充满电，当没有更多的离子可以流动时即可使用。
放电相位（电源来自）
在放电阶段，阳极中的锂原子被电离并从其电子中分离出来。锂离子通过隔膜和电解质从负阳极迁移到正阴极。同时，自由电子通过外部电路从阳极流向阴极电极，为笔记本电脑等外部设备供电。离子和电子在阴极重新结合，成为电中性。当没有更多的离子可以流动并且需要充电以再次供电时，电池完全放电。
用于电池检测和质量控制（QC）的高级热成像
红外热成像已被证明是一种有效的无损检测方法，用于多个行业的各种应用的质量控制。红外热像仪的基本操作基于辐射的传热原理。红外热像仪内部有一个焦平面探测器元件阵列，这些元件“看到”从物体表面辐射的红外光。红外热像仪探测器捕获的辐射被数字化，转换为数据，并显示为可以在可见光谱中查看的图像。某些红外热像仪经过辐射校准，以记录和显示测量单位。红外热像仪具有不同的传感器和像素分辨率，以查看特定的红外波段。
用于电池检测的闪光热成像
使用主动热成像进行电池检测涉及目标的激发，并且已被发现在检测电池电极的缺陷和污染物方面最有效。闪光红外热成像是一种有源热成像，其中目标暴露于热能闪光中，随后的表面温度变化由红外热像仪监控。热波信号序列由计算机获取，并进行实时图像信号处理和分析，揭示热能如何从表面传递到目标内部。如果目标有空隙或缺陷，热传导路径将被破坏。这些破坏导致表面温差，通过红外热成像检测到。
一般来说，温度曲线的升高表明存在污染物和附聚物，而温度曲线的降低表明针孔和水泡。
另一种电池检测应用使用有源闪存热成像，直接跟随电池组装阶段，其中阳极和阴极电极焊接在一起，并连接避雷器卡舌。焊缝至关重要，因为它们决定了影响充电时间、功率输出和发热的内部接触电阻。此外，针对磨损和疲劳的焊接强度将决定电池的使用寿命。
通过使用先进的热成像分析通过焊缝的热传播，可以确定焊缝结构和电导率。通常，高导热性表示焊缝良好，具有良好的熔深和正电流流动。
结论
电池检测和监控生产路径上的电极、电池和电池组可以帮助及早识别故障和缺陷，从而实现快速的生产条件调整。在更接近生成点的位置识别产品质量问题将减少废品，提高产品质量并优化生产成本。
有源热成像已被证明是评估和诊断锂离子电池生产的有效在线无损检测方法。它可用于识别在电极创建阶段中污染物颗粒的引入和缺陷的形成。此外，使用主动热成像的电池检测可以成为评估电池制造和电池封装中焊缝的有效工具。
