新年伊始，回望2021年的锂电行业实在是太火了。随着12月30日晚，宁德时代发布的在四川宜宾投资240亿元建设四川时代七到十期项目的一纸公告，2021年锂电行业刮起的这股“制造强国的旋风”完美落幕。据统计，2021年以来，包括宁德时代、比亚迪、中创新航（原名中航锂电）、国轩高科、蜂巢能源、亿纬锂能、远景动力、孚能科技、欣旺达等25家电池企业合计新增规划产能达到1894GWh。如果按照每GWh对应3亿元投资估算，仅电池板块的规划投资已经接近6000亿元。

信息来源：电池工业网 2021年12月

2021年全球动力电池规划产能达到550GWh，储能和其它领域分别规划产能80GWh和120GWh，预测2022全球规划产能将达1TWh，绝大部分产能集中在中国。锂电池产能的大幅扩张势必会对锂电池的生产设备带来强劲的需求，根据2021年底高工产研锂电研究所（GGII）发布的《中国锂电生产设备行业大数据》，预测2022年国内锂电池生产设备市场需求增长至750亿元。

数据来源：高工产研锂电研究所（GGII） 2021年12月

随着动力电池新一轮规模化扩张的启动，锂电池生产设备将向智能化、产线一体化方向发展。电池企业对产线的生产效率、产品安全和产线智能化提出了更高的要求，机器视觉作为设备智能化和产品安全的重要组成部分，视觉厂商的算法处理能力和软件功能的要求也越来越高。

汇川视觉作为深圳汇川技术有限公司的控股子公司，自成立以来，专注于机器视觉和人工智能等新一代电子信息技术的研发，深厚的技术底蕴与全面的解决方案，全面助力锂电行业的智能制造。

动力电池制程设备应用

动力电池前段生产工艺主要包括涂布、辊压、分切、激光模切/五金模切、卷绕/叠片等，汇川视觉均拥有成熟且在TOP终端批量使用案例。

1.激光模切机

激光模切机

激光模切机是极片成型的关键设备，主要分为卷绕工艺激光模切机和叠片工艺激光模切机。卷绕工艺激光模切机主要是通过激光模切和圆刀分切分别实现极耳的切割、极耳的间距、mark孔的切割和极片的宽度的成型；叠片工艺激光模切机的主要功能通过是分切、模切和V角冲切分别实现极片的宽度、极耳和V角的成型。

卷绕工艺激光模切机

叠片工艺激光模切机

汇川视觉开发的激光模切机专用视觉检测软件可以同时兼容卷绕工艺的激光模切机和叠片工艺的激光模切机，主要检测内容和实现的功能如下：

· 卷绕工艺激光模切机

1） 检测内容：极片的宽度、膜片的宽度、极耳的尺寸、极耳的间距、EA的长度、陶瓷边的宽度等尺寸检测、极片涂布区域的缺陷检测和极耳的缺陷检测；

2） 实现关键功能：型号参数设置功能、分EA功能、纠偏功能、打标功能、仿真功能、校验功能、mes数据上传功能、复位重切功能和缺陷分类功能等；

3） 检测性能：满足100m/min的速度、缺陷检出能力0.1mm²、缺陷分类准确率≥95%、误捡率＜0.1%（误杀/图片数）、漏检率≤2PPM（漏杀总数/检测NG数）、打标精度≤±50mm、纠偏精度≤0.1mm。

· 叠片工艺激光模切机

1）检测内容：极片的长度、极耳的尺寸、极耳的间距、陶瓷边的宽度、V角的尺寸和V角对齐度等尺寸检测、极片涂布区域的缺陷检测和极耳的缺陷检测；

2）实现关键功能：型号参数设置功能、纠偏功能、打标功能、仿真功能、校验功能、mes数据上传功能和缺陷分类功能等；

3）检测性能：满足80m/min的速度、缺陷检出能力0.1mm²、缺陷分类准确率≥95%、误捡率＜0.1%（误杀/图片数）、漏检率≤2PPM（漏杀总数/检测NG数）、打标精度≤±10mm、纠偏精度≤0.1mm。

汇川视觉开发的激光模切机专用视觉检测软件采用了深度学习与传统算法相结合的技术，兼具灰度差异明显的缺陷和细微缺陷的快速检测，并且实现了缺陷分类，主要特点如下：

1）多分类性能

在相同量级的网络上，缺陷检出的完整性；

在缺陷类别具有一定重合度时，检测结果的准确性；

相同硬件条件下，缺陷检测的耗时；

2）缺陷屏蔽功能

根据设备生产工艺以及客户的需要，汇川视觉定制化开发了缺陷的定向屏蔽功能：客户可自行设置屏蔽区域的大小以及所需屏蔽缺陷的种类；同时还提供缺陷量化工具，对某一种类缺陷按其微弱程度、形态以及面积来筛选过滤。

3）检测性能

算法部分的设计基于深度学习和传统算法相结合的最新理念和架构，可用于检测形态各异的缺陷，最小检测面积4*4像素大小的缺陷，8192*6000图像大小的检测耗时60ms左右。

除了上述的激光模切机，汇川视觉的深度学习技术也批量应用于五金模切机和热复合机等机型。

2.动力电池卷绕机

动力电池卷绕机

卷绕机是动力电池成型的主要设备，通过驱动卷针将正负极片和隔膜按照特定的次序卷绕从而形成电芯，在此过程中，需使用视觉进行对齐度的检测和纠偏，同时识别相机视野范围内的涂布、隔膜缺陷，以保证产品质量。汇川视觉采用KINOVISION视觉检测平台对卷绕过程中的阴阳极距离和整体电芯的尺寸进行检测，同时采用深度学习相关算法，实时检测涂布和隔膜的各类缺陷，提升产品质量。

1）检测内容：内外侧阴极与阳极之间的距离、阴极与隔膜之间的距离、阳极与隔膜之间的距离、陶瓷层与阳极之间的距离（这些距离的检测统称为overhang检测）和视野范围内的缺陷检测；

2）实现关键功能：头部入料overhang检测、料线overhang检测、尾部overhang检测、一键标定、一键MSA、一键GRR、一键NG统计和4级闭环纠偏等功能；

3）检测性能：检测重复精度±0.03mm、检测绝对精度（与二次元对比）±0.15mm、单次检测耗时≤60ms、误检率(误检电芯数/总电芯数)≤0.05%。

汇川视觉方案在检测料线overhang的同时检测相机视野范围内的极片和隔膜上的缺陷，各类缺陷检出率≥99.9%，误检率≤0.1%，单次检测耗时≤60ms。

同时，针对动力电池卷绕机项目汇川视觉研发的第二代解决方案，采用了2500万像素的单个相机配合移轴镜头，可以实现单个相机检测单边overhang的功能，一台卷绕机只需要2台相机即可实现内外侧overhang的检测，并且标定过程只需要标定一次即可实现卷绕的全过程检测。

消费电池制程设备应用

1.激光清洗机

1）检测内容：清洗区域尺寸检测、双面清晰对齐度检测、清晰区域缺陷检测；

2）实现关键功能：一键标定、一键MSA、一键GRR、一键NG统计等功能；

3）检测性能：尺寸检测绝对精度±0.03mm、单次检测耗时≤50ms、各类缺陷检出率≥99.9%，误检率≤0.1%。

2.蓝牙卷绕机

1）检测内容：阴极与阳极之间的距离、阴极与隔膜之间的距离，阳极与隔膜之间的距离、镍极耳边距、铝极耳边距和极耳中心距等；

2）实现关键功能：一键标定、一键MSA、一键GRR、一键NG统计等功能；

3）检测性能：尺寸检测绝对精度±0.03mm、单次检测耗时≤50ms。

3.制片卷绕一体机

1）检测内容：阴极与阳极之间的距离、阴极与隔膜之间的距离，阳极与隔膜之间的距离、镍极耳边距、铝极耳边距、极耳中心距和保护胶尺寸检测等；

2）实现关键功能：一键标定、一键MSA、一键GRR、一键NG统计等功能；

3）检测性能：尺寸检测绝对精度±0.03mm、单次检测耗时≤50ms。

  极耳保护胶                            极片保护胶

汇川视觉拥有丰富的锂电行业应用经验和深厚的技术基础，站在2022年的伊始，我们有理由相信2022年锂电行业智能制造的旋风会刮的更加猛烈，汇川视觉也有坚定的决心，以坚实的底层算法能力和行业领先的深度学习技术，秉承着“推进工业文明，共创美好生活”的使命，致力推进锂电行业的智能制造，共同实现产业升级。

（作者：汇川视觉 LONG）