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2014.Jul.21

X光影像-X-Ray 穿透式X-Ray CT检测-汽车锂电池及零组件内部结构为例


穿透式X-ray影像系統检测应用,基本上对于许多的产业都一定程度的帮助,除了一般的电子产业,工业用的大型铸造、锻造也有一定程度上的帮助,现在对于能源开发上一样可以协助解决一些结构上的问题。

能源一直以来都是世界在研究开发上的一项重要指标,因为能源的供给对于研究开发上是不可或缺的重要资源,而天然的资源利用代表着人们在发展科技的同时能够兼顾地球的资源。而电力的使用所有电子设备产品所仰赖的能源,而电池更是许多的消费型产品的主要依据,包含目前市面上普遍使用的可充电式的锂电池、碳锌电池、碱性电池,汽车产业普遍在使用的铅酸蓄电池以及新开发的磷酸锂铁电池…等等,甚至连大型的电动车的电池,这些所有的电池都会需要了解它的电性、化学性、结构组成…等等问题。
 
电池   电池
 
电动车的系统结构
电动车的系统结构
 

一般电池的电性检测会在不同负载时、不同环境因素下来进行测试;而化学性则是检测电池原料在不同环境温度下的改变或是看看这些电池原料的化学组成、电池原料的化学结构(晶格结构)…等等,而电池结构的检测主要就是针对电池本身在组成上的问题,包含电池外壳、电池正负极、隔膜板、相关电子材料…等等,可利用CT检测看看在结构组成上有没有什么缺陷问题。

电池结构
电池结构
 

穿透式X-ray影像系統的CT检测就是一种可以直接检测电池内部的非破坏式检测设备,当电池在制作完成后可以透过电性检测看看电池的状况如何,或是在高温低温下的使用状况,当发现电池出现问题时往往却不知道到底哪边出现问题,当然可以根据经验来判断问发生的地方,再利用切割的方式来看电池内部的状况;但往往无法再看问题的地方或是需要透过多道程序,穿透式X-ray影像系統就是一种非常好的检测方式,可以立即看到内部的结构状况,看看是不是在高温低温的重复性测试中造成电池内部的结构损坏,才导致电池使用出现异常,藉由这种方式来改进结构上的问题。
 

电池CT结果 3D和切片图像局部放大
电池CT结果 3D和切片图像局部放大
 

我们曾经帮台湾的研究单位进行测试,采用的就是利用穿透式X-ray影像系統的CT检测,在两个夹层中周围添加一种液体材料,利用在高温下会烧结的胶体来达到密封的效果,但在烧结的时候有时会因为烧结温度的不稳定或式不同温度下,产生出裂缝造成无法将内度的液体密封或是胶体烧结后的厚度不够。
 

胶体四周边缘厚度不够
胶体四周边缘厚度不够
上下胶体与左右胶体的密度不一 分析胶体厚度
上下胶体与左右胶体的密度不一 分析胶体厚度
 

目前穿透式X-Ray对于结构上的问题解决是可以达到的,所以除了电池的问题,其他的像IC封装、电子零组件、汽车引擎、金属缎铸件…等等,都可以利用这种的方式来达到结构品质上的控管,只要是想要看到内部结构的问题,基本上利用穿透式X-Ray都是可行的。


 

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