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2024年6月第27卷第6期电力大数据大数据专题

Jun.2024,Vol.27,No.6POWERSYSTEMSANDBIGDATABigDataSpecialReports

储能设备电池极片缺陷检测网络研究

李莉杰1，高方1，李元涛1，田壮梅1，吕莉源1，张梦洁²

（1.国网商丘供电公司，河南商丘476000；

2.河南师范大学电子与电气工程学院，河南新乡，453000)

摘要：储能设备在平衡能源供应与提高能源利用效率方面发挥着关键作用。锂电池因其高能量密度、长循环寿命

成为储能设备的主流选择之一。然而，锂电池的制造过程面临诸多质量控制挑战，特别是电池极片的缺陷问题。本

文针对电池极片生产中的划痕、聚团、裂纹和气泡四种主要缺陷，设计了一种包含边缘特征增强模块和多尺度特征

提取模块的改进型检测模型；通过多种卷积核级联进行特征融合，提高了对多尺度缺陷目标的提取能力。实验结果

显示，该模型表现出了较高的精确度，将全类缺陷识别准确率从88.9%提高到了95.9%，可准确识别及定位电池极

片生产时出现的缺陷。该研究为锂电池极片缺陷检测提供了一种高效的解决方案，推动了锂电池储能设备的质量

提升和安全保障。

关键词：储能设备；电池极片；边缘特征增强；多尺度特征提取

中图分类号：TM912文献标志码：A开放获取

文章编号：2096-4633(2024)06-0022-10DOI:10.19317/j.cnki.1008-083x.2024.06.003

当今，能源的可持续利用和环境保护已经成为电和新能源汽车等领域[4。例如，锂电池作为新能

全球关注的焦点。随着可再生能源技术的迅猛发源汽车的主要动力源，直接影响到车辆的续航里程

展，人类可以广泛利用自然界的太阳能和风能等能和性能表现；在智能电网中,锂电池储能设备可以有

源，但这些能源的产生具有间歇性和不稳定性1，不效缓解电力负荷峰谷差，提供备用电源，提高电网的

稳定的能源供给方式给电力系统的稳定带来了挑稳定性和可靠性。此外，在分布式发电系统中，锂电

战。太阳能和风能等可再生能源虽然清洁环保，但池储能设备能够存储多余的能源，平滑输出功率，确

受天气、季节等自然因素影响较大2]。例如，太阳能保能源的连续供应。尽管锂电池在储能领域展现出

在阴天发电量无法达到预期，风能在无风或风速过了巨大的应用前景，但其制造过程中的质量控制仍

低时同样不能有效发电。这种不稳定性导致能源供然面临诸多挑战。电池极片作为锂电池的核心组成

应和需求之间出现不匹配，增加了电力系统调度和部分，其质量直接影响到电池的性能和安全性。极

管理的复杂性和困难。为应对这种能源的不稳定片的缺陷包括材料不均、裂纹、气泡、杂质等，这些缺

性，使得能源管理的储能设备技术有了较高的实用陷可能导致电池容量下降或内阻增大，甚至引发热

价值与前景。储能设备不仅能够平衡能源供应与需失控和安全事故。因此，电池极片缺陷检测对于确

求，还能提高能源利用效率，减少由于波峰、波谷用保锂电池的高质量和安全性具有重要意义[5]。

电造成的能源浪费[3]。传统的电池极片缺陷检测方法主要依赖于人工

储能设备的种类繁多，其中电池储能技术因其检测和简单的机器视觉技术6，存在检测效率低、精

灵活性高、存储容量大、适应性强而得到广泛应用。度不足和漏检率高等问题。随着智能制造和工业

近年来，锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和4.0的发展，基于先进目标检测网络的缺陷检测技

优异的安全性能等特点，成为储能设备的主流选择术逐渐成为研究的热点7。目标检测网络利用深度

之一，锂电池储能设备广泛应用于智能电网、应急供学习算法，能够实现对极片缺陷的高效、精准检测，

基金项目：河南省科技攻关项目（202102210299）

ProjectsupportedbyScienceandTechnologyProgramofHenanProvince(202102210299)