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干法电极生产中，膜厚、面密度、均匀性是决定电池性能的关键指标。传统X射线/β射线测量存在安全风险、速度慢、精度不足，且无法区分电极正反表面。
特斯拉最新专利提出一种在线太赫兹（Terahertz）测量系统：将太赫兹脉冲发射到运动中的干法电极膜上，接收来自膜上表面和下表面的两次反射。通过计算两个反射峰的时间差，得到膜厚；通过分析反射强度衰减，反推面密度和均匀性。
与传统方法相比，太赫兹无电离辐射、可独立测量双面、响应速度快，且小光斑（0.05-0.5 mm）能捕捉局部非均匀性。该技术可嵌入压延产线，为辊缝、剪切比等工艺参数提供实时闭环控制依据，提升干法电极的制造一致性。
一、干法电极在线检测的痛点
干法电极的特殊性：粉末直接压延成膜，无溶剂挥发过程，厚度和面密度需在线同步监测，否则废品率难以控制。
理想方案：非接触、无辐射、快速、能独立获取上下表面信息。
太赫兹（0.05-5 THz）的独特优势：
可穿透干法电极膜（含PTFE、碳黑、NMC/石墨颗粒）
对空气/水分不敏感
可在金属辊上方安装，不影响生产线
二、核心测量原理：飞行时间法（Time-of-Flight）
图1：测量原理示意图。太赫兹源向干法电极膜发射脉冲，一部分从上表面反射，另一部分穿透膜后从下表面（与压延辊界面）反射。传感器接收两个反射峰。
关键计算：
脉冲宽度：1-5 ps（保证距离分辨率）
光斑直径：0.05-0.5 mm（可定位局部缺陷）
频率范围：0.05-5.0 THz（兼顾穿透深度与分辨率）
三、系统集成：嵌入压延产线
图2：干法电极生产线布局。多个太赫兹检测头（250A-250F）布置在压延辊之间的不同位置，在线监测预成膜、拉伸后、复合前的厚度/面密度变化。
图3：测量头详细结构——太赫兹源（351）与传感器（352）同轴，垂直于辊面安装。
闭环控制反馈：
测得的膜厚/面密度数据实时发送给控制器
自动调节：辊缝间隙（gap）、辊速差（剪切比）、线载荷
目标：使电极膜厚度/面密度稳定在公差范围内
图4A-4B：校准样片设计——在电极膜上设置“标记”（marker，如打孔或贴标），标记后方为采样区。太赫兹检测头识别标记后，触发对采样区的连续测量。
图5：校准流程——(1) 发射标记脉冲，定位采样区；(2) 对采样区发射太赫兹脉冲，记录上下表面反射时间；(3) 将该区域电极膜裁下，用离线方法（如称重+千分尺）测量实际面密度和厚度；(4) 建立太赫兹信号与实际值的映射模型，更新算法参数。
关键点：校准过程在设备运行时自动完成，不影响连续生产。标记可以是物理孔洞或涂层差异，太赫兹能清晰识别。
五、技术优势总结
对比示例：若电极膜上表面致密、下表面疏松，X射线只能得到一个“平均”信号；太赫兹可以从两个反射峰的强度差异中分辨出这种不对称结构。
六、专利出处
专利名称：INLINE TERAHERTZ MEASUREMENT DEVICE FOR DRY ELECTRODE FILM MANUFACTURING, AND METHODS THEREOF
专利号：US 2026/0126381 A1
申请人：Tesla, Inc. (特斯拉)
公开日期：2026年5月7日
【编者的话】
干法电极制造中的质量控制，一直缺乏“在线、无损、双面”的检测手段。X射线方案有安全与精度双重短板，而激光位移又无法测面密度。太赫兹技术恰好填补了这一空白——它像“雷达”一样扫描电极膜，通过回波时间算厚度，通过回波强度算面密度。
特别值得注意的是，太赫兹能够区分电极膜的上下表面，这为发现“分层不均”或“单面缺陷”提供了可能。当产线以每分钟几十米的速度运行时，毫秒级的反馈是闭环控制的关键。
在干法电极从实验室走向量产的过程中，在线检测技术将与压延工艺本身同等重要。
本文转载自：https://mp.weixin.qq.com/s/Qiq-hqNiUYLosRE-e3S7Jw