摘要
目前捲繞式電池的應用越來越廣，從手機到純電動汽車，對電池的容量及重量要求也越來越高，我們可以從三星電池爆炸後所提出的電池安全檢查項目理解，在整個事件與檢查項目中，3D工業CT(X光檢查機、X光電腦斷層掃描機、X ray CT)的檢查是最直接、有效，及快速的檢查分法，如同三星在記者會所提到：手機燒損與容量密度高無直接關係，最終仍確認，原因還是在電池設計，以及組裝過程產生的公差，原因是產品在生產製造時，經過的製程工序越多，所產生的尺寸誤差就會越大，而捲繞式電池是將多層材料做壓合捲繞，所產生的尺寸誤差不易做精密控制，又電池在使用時會產生工作溫度，造成尺寸的不穩定，就很有可能在生產檢查端視為OK產品，但在消費者使用時因溫度變化產生電極短路的情況。
何謂捲繞式電池及實際使用工業CT檢測電池影像說明
捲繞式閥控密封電池：通過採用具有極高析氫過電位的合金通過特殊製程製造出板柵，同時對正負極活性物質量的合理匹配等程序措施，使得負極上發生的析氫過程得以最大限度地受到抑制，同時正極因果充電所產生的氧氣通過隔膜到達負極，並與負極上的鉛發生反應。其機構圖如下：
樣品分析：使用工業CT掃描捲繞式閥控密封電池影像分析應用說明
2D影像分析
能邁科技 以目前市場上所使用的捲繞式閥控密封電池做工業X ray CT掃描影像分析結果來做說明。
一般在市場上電池組裝與品牌或第三方檢測在使用檢查捲繞式閥控密封電池失效分析時，常會使用多軸2D的X光檢查機，但對目前捲繞式閥控密封電池已朝向輕薄與高容量的需求時，材料越做越小及薄，不易從幾個軸向就能看出捲繞式閥控密封電池缺陷精確位置，因為2D只能看出二維(X,Y)的空間，無法看到三維立體影像(X,Y,Z)，所以在操作上，需要有相當實務操作經驗者及加上一點運氣，才有機會找出缺陷(失效)處。
圖5. 採用多軸大倍率2D的X光檢查機所分析出的影像(上視圖)
3D影像分析
從3D工業X光檢查機成像圖的結果，可以清楚看出捲繞式閥控密封電池的哪個位置有缺陷(失效)，及所產生缺陷(失效)的外觀情況或不同材料的分布情形，再從精確的位置來改善加工的工序。
圖6. X-ray 電池電極間距(CT)
圖4. 手機電池X-ray失效圖
3D缺陷分析
從3D工業X光檢查機成像圖的結果，可以清楚看出捲繞式閥控密封電池的哪個位置有缺陷(失效)，及所產生缺陷(失效)的外觀情況或不同材料的分布情形，再從精確的位置來改善加工的工序。
圖7. 電池X-ray CT (3D)影像
捲繞式閥控密封電池，相對於平板電池之特點及應用領域
相對於平板電池而言，捲繞式電池採用只有 1mm 左右(或更薄)極板高壓捲繞而成， 通過特殊手段使得電池具有了下列特點：
1. 卓越的高低溫性能，可在-55℃～75℃下工作。
2. 充電非常迅速40分鐘內可充入95%以上的電量。
3. 超長壽命，太陽能領域設計壽命10年以上。
4. 啟動功率非常大。
5. 自放電極小。
6. 100%深放電後再充能力強。
7. 能抗劇烈振動和晃動。
8. 良好的部分荷電池狀態工作能力。
9. 平穩的高輸出電壓，更高的能量密度。
10. 結構堅固，具有優異的抗震性能。
11. 無游離電解液，可任意方向放置工作。
12. 超強高效率放電能力。
13. 極高耐小電流深放電能量。
捲繞式閥控密封電池產品應用領域包含了：3C電子產品、儀器儀錶、電動工具、健身器材、醫療器械、太陽能燈具、輸送電設備、各種備用電源等。
能邁代理德國3D X ray CT之領先技術
| 由能邁科技所代理德國國家技術(Fraunhofer弗朗霍夫)的3D工業CT(X光檢查機、X光電腦斷層掃瞄機、X ray CT)有下列領先技術： | |
| 1. | 全球最高端的3D工業X光檢查機，因為研發經費來至德國國家Fraunhofer弗朗霍夫研究院支持。 |
| 2. | 產品系列完整，擁有攜帶型X光CT、桌上型X光CT、落地獨立型X光CT、半導體電子專用型X光CT、產線自動化型X光CT、超大型X光CT及各種型號可因客戶應用需求做 模組客製化調整。 |
| 3. | 依客戶樣品特性，可提供不同的3D工業X光電腦斷層掃描機，X ray CT)光學系統，螺旋CT或樣品台旋轉CT。 |
| 4. | 可調式光學系統(X光管、樣品台、檢測板皆可調)，同一台機型可做不同倍率影像調整分析。 |
| 5. | 超高速影像重組技術，能減少(降低)影像重組所產生的假影(偽影)，影像重組成像時間比市場上其他廠牌成像速度快3~5倍。 |
| 6. | 樣品室大小及樣品承重，可依客戶需求做適當調整。 |
| 7. | 可同時加上雙光學系統(雙光管，雙檢測板)，擴充分析樣品的廣度與精度。 |
| 8. | 高感度，可分析輕(低)密度或薄材質影像，如: 碳纖維材料、紙張。 |
| 9. | 超高影像清晰度，影像解析度(resolution)最小可達0.25μm。 |
| 10. | 具有最先進的影像分析技術-相位工程方法(Phase engineering methods)，可應用於同密度(材質)分析，做不同相位角度分析，觀察出影像的差異性，大大提升在輕元素(低原子序)材料失效(缺陷)分析應用。 |
| 11. | 重組影像數據可使用市場上各種第三方影像應用數據軟體，做各種不同數據應用需求(如實際尺寸量測、孔隙率分析、材質密度分析、壁厚分析、纖維複合材料分析(纖維方向性) 、傳輸現象分析、發泡結構分析…等)。如VG、FEI、Q-DAS…等。 |
小結
目前捲繞式電池的應用越來越廣，從手機到純電動汽車，對電池的容量及重量要求也越來越高，我們可以從三星電池爆炸後所提出的電池安全檢查項目理解，在整個事件與檢查項目中，3D工業CT(X光檢查機、X光電腦斷層掃描機、X ray CT)的檢查是最直接、有效，及快速的檢查分法，如同三星在記者會所提到： 手機燒損與容量密度高無直接關係， 最終仍確認， 原因還是在電池設計， 以及組裝過程產生的公差 ，原因是產品在生產製造時，經過的製程工序越多，所產生的尺寸誤差就會越大，而捲繞式電池是將多層材料做壓合捲繞，所產生的尺寸誤差不易做精密控制，又電池在使用時會產生工作溫度， 造成尺寸的不穩定， 就很有可能在生產檢查端視為OK產品， 但在消費者使用時因溫度變化產生電極短路的情況。
「做為整機廠商，公司最終責任者，要負綜合性責任，訴諸法律的作法不適當。」 三星電子
對於做操作使用安全高的產品(如捲繞式電池)，3D工業X光電腦斷層掃描機已是必要的檢查工具。
3D工業CT的檢查
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