摘要：本文針對新能源電池深孔極片測量難題，介紹新啟航激光頻率梳技術(shù)。該技術(shù)憑借獨特的測量原理，有效消除光學(xué)遮擋影響，實現(xiàn) 2um 級高精度測量，為新能源電池極片質(zhì)量把控與性能提升提供關(guān)鍵技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：新能源電池；深孔極片；激光頻率梳；光學(xué)遮擋；測量精度

一、引言

隨著新能源汽車與儲能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，新能源電池性能要求不斷攀升。深孔極片作為電池核心部件，其結(jié)構(gòu)與質(zhì)量直接影響電池的充放電效率、循環(huán)壽命和安全性。精確測量深孔極片的孔徑、厚度、表面形貌等參數(shù)，是保障電池一致性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。然而，極片深孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)測量方法常受光學(xué)遮擋困擾，難以實現(xiàn)高精度測量，新啟航激光頻率梳技術(shù)為此帶來了新的解決方案。

二、傳統(tǒng)新能源電池深孔極片測量方法的困境

傳統(tǒng)測量方法中，光學(xué)顯微鏡測量雖能直觀觀察極片表面，但在深孔結(jié)構(gòu)下，光線易被孔壁遮擋，無法獲取完整的孔內(nèi)信息，且景深有限，難以對深孔底部進(jìn)行精確測量。CT 掃描雖可實現(xiàn)三維成像，但設(shè)備成本高、檢測效率低，對微小結(jié)構(gòu)的分辨率不足，難以滿足極片高精度測量需求。探針式測量則屬于接觸式測量，易對極片表面造成損傷，且在深孔測量時，探針的柔性和測量力難以控制，導(dǎo)致測量誤差大，無法準(zhǔn)確反映極片真實參數(shù)。

三、新啟航激光頻率梳技術(shù)的原理與系統(tǒng)構(gòu)成

新啟航激光頻率梳技術(shù)基于飛秒激光鎖模原理，產(chǎn)生穩(wěn)定且等間隔的光頻梳齒序列。在極片測量過程中，超短脈沖激光經(jīng)分光后，測量光進(jìn)入深孔極片，在極片表面及孔壁發(fā)生反射，與參考光產(chǎn)生干涉。通過對干涉光譜的精細(xì)分析，利用梳齒頻率的精確對應(yīng)關(guān)系，可準(zhǔn)確計算出光程差，進(jìn)而獲取極片各部位的精確三維坐標(biāo)信息。

該技術(shù)系統(tǒng)主要由高穩(wěn)定性飛秒激光頻率梳光源、精密分光與干涉模塊、高速光譜采集與分析系統(tǒng)組成。高穩(wěn)定性光源保證了測量的重復(fù)性和準(zhǔn)確性；精密分光與干涉模塊確保干涉信號的高質(zhì)量生成；高速光譜采集與分析系統(tǒng)則能快速處理大量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高效測量。

四、新啟航激光頻率梳技術(shù)的優(yōu)勢

4.1 消除光學(xué)遮擋影響

新啟航激光頻率梳技術(shù)利用激光的高相干性和獨特的多路徑反射特性，即使在深孔極片復(fù)雜的光學(xué)遮擋環(huán)境下，也能通過多次反射光線的干涉測量，獲取被遮擋區(qū)域的信息。通過優(yōu)化測量光路和算法，有效解決了光線無法到達(dá)或被遮擋導(dǎo)致的測量盲區(qū)問題，實現(xiàn)對極片深孔結(jié)構(gòu)的全面測量 。

4.2 實現(xiàn) 2um 級高精度測量

該技術(shù)憑借精確的頻率梳齒基準(zhǔn)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算法，可實現(xiàn) 2um 級的測量精度。能夠精準(zhǔn)捕捉極片表面微小起伏、孔徑細(xì)微變化等特征，為極片質(zhì)量評估提供可靠數(shù)據(jù)，滿足新能源電池對極片高精度制造的嚴(yán)苛要求，助力提升電池整體性能和穩(wěn)定性。

五、應(yīng)用案例與實踐成效

在某新能源電池生產(chǎn)企業(yè)的實際應(yīng)用中，使用新啟航激光頻率梳技術(shù)對一批深孔極片進(jìn)行測量。傳統(tǒng)光學(xué)測量方法未檢測出明顯異常，但激光頻率梳技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，部分極片深孔孔徑存在 3 - 5um 的偏差，且孔壁粗糙度超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。企業(yè)據(jù)此調(diào)整生產(chǎn)工藝，改進(jìn)涂布和沖壓參數(shù)，使后續(xù)生產(chǎn)的極片質(zhì)量大幅提升，電池的充放電效率提高了 8%，循環(huán)壽命延長了 15%，充分體現(xiàn)了該技術(shù)在實際生產(chǎn)中的重要價值。

大視野 3D 白光干涉儀：納米級測量全域解決方案?

突破傳統(tǒng)局限，定義測量新范式！大視野 3D 白光干涉儀憑借創(chuàng)新技術(shù)，一機(jī)解鎖納米級全場景測量，重新詮釋精密測量的高效精密。

三大核心技術(shù)革新?

1）智能操作革命：告別傳統(tǒng)白光干涉儀復(fù)雜操作流程，一鍵智能聚焦掃描功能，輕松實現(xiàn)亞納米精度測量，且重復(fù)性表現(xiàn)卓越，讓精密測量觸手可及。?

2）超大視野 + 超高精度：搭載 0.6 倍鏡頭，擁有 15mm 單幅超大視野，結(jié)合 0.1nm 級測量精度，既能滿足納米級微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)檢測，又能無縫完成 8 寸晶圓 FULL MAPPING 掃描，實現(xiàn)大視野與高精度的完美融合。?

3）動態(tài)測量新維度：可集成多普勒激光測振系統(tǒng)，打破靜態(tài)測量邊界，實現(xiàn) “動態(tài)” 3D 輪廓測量，為復(fù)雜工況下的測量需求提供全新解決方案。?

實測驗證硬核實力?

1）硅片表面粗糙度檢測：憑借優(yōu)于 1nm 的超高分辨率，精準(zhǔn)捕捉硅片表面微觀起伏，實測粗糙度 Ra 值低至 0.7nm，為半導(dǎo)體制造品質(zhì)把控提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

（以上數(shù)據(jù)為新啟航實測結(jié)果）

有機(jī)油膜厚度掃描：毫米級超大視野，輕松覆蓋 5nm 級有機(jī)油膜，實現(xiàn)全區(qū)域高精度厚度檢測，助力潤滑材料研發(fā)與質(zhì)量檢測。?

高深寬比結(jié)構(gòu)測量：面對深蝕刻工藝形成的深槽結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)強(qiáng)大測量能力，精準(zhǔn)獲取槽深、槽寬數(shù)據(jù)，解決行業(yè)測量難題。?

分層膜厚無損檢測：采用非接觸、非破壞測量方式，對多層薄膜進(jìn)行 3D 形貌重構(gòu)，精準(zhǔn)分析各層膜厚分布，為薄膜材料研究提供無損檢測新方案。?

新啟航半導(dǎo)體，專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測量解決方案！

審核編輯 黃宇