AI-Enhanced 3D X-ray Scanning Accelerates Shop-Floor Lithium-Ion Battery Cell Inspection

Powered by artificial intelligence (AI) from the Industrial Metrology Business Unit of Nikon Corporation, LiB.Overhang Analysis software transforms the assessment of anode overhang in lithium-ion battery (LiB) cells. Through precise and consistent inspection, LiB.Overhang Analysis uses 3D X-ray CT scanning to bring automation to the shop floor – driving shorter inspection cycle times that are crucial during mass production.

The aim of LiB.Overhang Analysis is to encourage more in-line inspection earlier in the manufacturing process to improve product quality. Paired with Inspect-X Automation OPC UA Interface – designed to simplify the way diverse hardware and software communicate with X-ray CT machines – Nikon provides a total solution by combining this new analysis approach with its innovative microfocus X-ray source, rotating target and half-turn CT technologies. Enabling high production yield to meet increasing market demand for batteries, this also results in fewer expensive warranty claims from users of electric vehicles, energy storage systems and other battery-powered equipment.

The anode in a LiB cell is larger than the cathode to prevent lithium plating and possible dendrite formation, so there are passive areas on the anode known as overhang regions that are not opposed by corresponding areas of cathode. Their dimensions must consistently be within close limits, otherwise battery performance may be reduced and in extreme cases it may spontaneously combust. It is therefore critically important to analyze anode overhang.

The problem with doing this by traditional 2D radiography inspection is that, although fast, it does not provide results that are sufficiently precise or repeatable, as it is extremely difficult to distinguish individual layers with a single cone-beam radiograph, especially when the sheets are not perfectly flat.

Automation of overhang analysis by 3D X-ray CT, which is relatively new to the market, eliminates all of the above difficulties. LiB.Overhang Analysis is fast enough to cope with the speed of production lines, as it is less sensitive to noise in 3D images acquired by high speed scanning.

That is because Nikon’s advanced machine learning AI model is able to use prior information to identify and classify anode overhang features and flaws in cells, regardless of the presence of typical noise and scan artefacts. Such scan data would confuse conventional methods of analysis and produce erroneous results when trying to segment the anode and cathode layers automatically. Much slower scanning would be needed to generate a higher quality image, compromising quality control (QC) productivity.


Developed in-house specifically for Nikon’s own XT H-series of X-ray CT systems, LiB.Overhang Analysis software allows battery cells to be scanned quickly, accurately and reliably, either in-line or line-side in a factory. Nikon engineers fine-tune both the CT scanning parameters and LiB.Overhang Analysis set-up to optimize the system’s inspection speed and repeatability.

Anode overhangs are calculated automatically by Nikon’s new software for each layer in the anode/cathode stack, generating not a simple pass/fail result but instead numerical measurements of critical features, so customers can utilize the statistics most relevant to their needs. Either method allows assembly issues to be detected and quantified early so data can be fed back to optimize the production process, increasing throughput and reducing scrap. The inspection data can be stored in a manufacturing execution system database to allow full traceability of each individual cell, consistent with Quality 4.0 practices.

Other unique Nikon technologies play a crucial role in the success of this inspection application, without which the necessary high-speed data acquisition would not be possible. One is to harness the penetrating capability of the company’s powerful microfocus X-ray sources. Another is to opt for the unique Rotating.Target 2.0, which spins in order to swiftly dissipate the heat generated by the small spot of electrons impinging on the tungsten surface, again allowing higher power than is otherwise possible. Nikon’s Half.Turn CT may also be deployed, whereby instead of rotating the sample under investigation through 360 degrees during the X-ray cycle, it is only necessary to rotate it through just over 180 degrees to obtain sufficient data for an image of equivalent quality, doubling inspection efficiency.



Bài viết liên quan

Tin mới nhất

3D Vina Góp Mặt Tại Sự Kiện Gặp Mặt Đại Lý Quốc Tế Ngành X-Ray - Unicomp 3D Vina Góp Mặt Tại Sự Kiện Gặp Mặt Đại Lý Quốc Tế Ngành X-Ray - Unicomp
Dịch vụ Sửa chữa máy X-ray Scienscope tại nhà máy Pengfu Electronics Bắc Giang – Quy trình chuyên sâu, hiệu quả vượt trội Dịch vụ Sửa chữa máy X-ray Scienscope tại nhà máy Pengfu Electronics Bắc Giang – Quy trình chuyên sâu, hiệu quả vượt trội
Khám Phá Máy X-Ray AX7900 Unicomp - Giải Pháp Kiểm Tra Dây Điện, Dây Connector và Mạch Điện Tử Khám Phá Máy X-Ray AX7900 Unicomp - Giải Pháp Kiểm Tra Dây Điện, Dây Connector và Mạch Điện Tử
Máy X-Ray Unicomp UNC450 - Cỗ máy kiểm tra không phá hủy hiện đại Máy X-Ray Unicomp UNC450 - Cỗ máy kiểm tra không phá hủy hiện đại
Ưu Điểm Của Máy X-Quang Kiểm Tra Khuyết Tật So Với Các Phương Pháp Khác Ưu Điểm Của Máy X-Quang Kiểm Tra Khuyết Tật So Với Các Phương Pháp Khác
Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy X-Ray Soi Khuyết Tật Sản Phẩm Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy X-Ray Soi Khuyết Tật Sản Phẩm
Những Điều Cần Lưu Ý Khi Sử Dụng Máy Chụp X-Ray Những Điều Cần Lưu Ý Khi Sử Dụng Máy Chụp X-Ray
3D Vina - Sửa Chữa Máy X-ray Xavis A100R Tại Công Ty Nano Hightech Bắc Giang 3D Vina - Sửa Chữa Máy X-ray Xavis A100R Tại Công Ty Nano Hightech Bắc Giang
3D VINA Hoàn Thành Sửa Chữa Máy Xray Techvalley Cho OT Motor Vina 3D VINA Hoàn Thành Sửa Chữa Máy Xray Techvalley Cho OT Motor Vina
Dịch Vụ Cho Thuê Máy Xray Dịch Vụ Cho Thuê Máy Xray
Công Ty Thiết Bị Đo Lường 3D Vina Triển Khai Lắp Máy X-Ray AX7900 Unicomp cho Khách Hàng Gre Alpha Công Ty Thiết Bị Đo Lường 3D Vina Triển Khai Lắp Máy X-Ray AX7900 Unicomp cho Khách Hàng Gre Alpha
 3D Vina Thực Hiện Check và Sửa Chữa Máy X-Ray XSCAN-A130H Kiểm Tra Bo Mạch Điện Tử 3D Vina Thực Hiện Check và Sửa Chữa Máy X-Ray XSCAN-A130H Kiểm Tra Bo Mạch Điện Tử
3D Vina Lắp Đặt Thành Công Máy Xray UNC160 Cho Đối Tác: Nâng Cao Chất Lượng Kiểm Tra và An Toàn Sản Phẩm 3D Vina Lắp Đặt Thành Công Máy Xray UNC160 Cho Đối Tác: Nâng Cao Chất Lượng Kiểm Tra và An Toàn Sản Phẩm
Máy X-Ray Techvalley ARIRANG 160CT: Giải Pháp Tối Ưu Cho Kiểm Tra SMT và Linh Kiện Bán Dẫn Máy X-Ray Techvalley ARIRANG 160CT: Giải Pháp Tối Ưu Cho Kiểm Tra SMT và Linh Kiện Bán Dẫn
3D VINA - Sửa Chữa Máy X-ray của 3D VINA tại Công Ty OT MOTOR VINA 3D VINA - Sửa Chữa Máy X-ray của 3D VINA tại Công Ty OT MOTOR VINA
Sự Tiên Tiến trong Kiểm Tra Khuyết Tật PCB: Máy X-ray của RMI Sự Tiên Tiến trong Kiểm Tra Khuyết Tật PCB: Máy X-ray của RMI
Máy X-Ray Cho Sản Phẩm Thực Phẩm Đông Lạnh Máy X-Ray Cho Sản Phẩm Thực Phẩm Đông Lạnh
Máy X-Ray Cho Thực Phẩm Từ Trái Cây, Rau Củ, Hoa Quả Máy X-Ray Cho Thực Phẩm Từ Trái Cây, Rau Củ, Hoa Quả
Máy X-Ray: Tương Lai Của An Toàn Vệ Sinh Thực Phẩm Máy X-Ray: Tương Lai Của An Toàn Vệ Sinh Thực Phẩm
Lắp Đặt Máy Unicomp X Ray AX7900 Cho Khách Hàng Chuyên Sản xuất Mainboard Lắp Đặt Máy Unicomp X Ray AX7900 Cho Khách Hàng Chuyên Sản xuất Mainboard