CN104393229B - 一种压实密度自动控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种极片压实密度自动控制系统，由碾压生产线供涂布好的电池极片通过、由碾压生产线控制系统控制生产，极片通过双面穿透式贝他传感器检测面密度，通过双面激光传感器检测厚度，检测后的数据通过数据传输网络传输给碾压生产线控制系统，极片通过碾压轧辊进行碾压，伺服控制系统安装在碾压轧辊上控制轧辊间隙，位置检测传感器安装在碾压轧辊上检测实际轧辊间隙。结构简单、设计合理，减少人工干预调整极片辊压合度，实现自动调节；减少了生产过程中对极片厚度、压实密度调整的滞后现象。在极片碾压过程实现自动稳定控制压实密度，使设备更加智能化。提供了一种新型极片碾压方法，拓宽极片碾压生产的控制方式。

Description

一种压实密度自动控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电池制造领域，尤其涉及一种压实密度自动控制系统及控制方法。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：Li+MnO2=LiMnO2该反应为氧化还原反应，放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电池是指电化学有锂，包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物的最基本电化学单位。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
锂离子动力电池在制作过程中，压实密度对电池性能有较大的影响。通过实验证明，压实密度与片比容量，效率，内阻，以及电池循环性能有密切的关系。合适的正极压实密度可以增大电池的放电容量，减小内阻，减小极化损失，延长电池的循环寿命，提高锂离子电池的利用率。压实密度过大或过小时，不利于锂离子的嵌入嵌出。传统的控制方法是操作人员通过抽样手动检测极片面密度以及极片碾压后的厚度计算压实密度，这种方法在存在一定的质量隐患以及操作滞后性，从而影响生产效率、产品合格率。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种极片压实密度自动控制系统，主体为碾压生产线，和与碾压生产线连接的控制系统；所述碾压生产线上设有碾压轧辊，其特征在于：还包括极片的自动检测装置，所述极片的自动检测装置根据检测需要，设置在碾压生产线的待检测部位，并通过无线与控制系统连通。
进一步的，自动检测装置包括极片面密度检测传感器、极片厚度检测传感器、极片位置检测传感器；
极片面密度检测传感器为双面穿透式贝他传感器，设在碾压轧辊上的前侧2米处，与碾压生产线控制系统串接；
极片厚度检测传感器为双面激光传感器，设在安装在碾压轧辊上的后方2米处，与碾压生产线控制系统串接；
位置检测传感器设在碾压轧辊两侧检测实际轧辊间隙。
进一步的，还包括伺服控制系统，所述伺服控制系统包括伺服控制系统及伺服电机，伺服电机通过减速器带动中间楔铁调整轧辊间隙。
进一步的，压实密度自动控制方法首先将涂布后的极片经过碾压生产线上碾压轧辊进行碾压，通过双面穿透式贝他传感器检测极片面密度，将测量得到的面密度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统，以及通过双面激光传感器检测极片厚度，将测量得到的厚度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统，最后碾压生产线控制系统将采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，控制伺服控制系统自动调节碾压轧辊间隙，间隙位置由位置检测传感器检测，使极片压实密度稳定在标准范围内。
极片压实密度自动控制系统的控制方法包括以下步骤：
A、首先将涂布后的极片排队进入碾压机的输送带，由输送带运输至碾压辊；
B、在进入碾压辊之前的面密度检测空间，通过双面穿透式贝他传感器检测极片面密度，并将测量得到的面密度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统；
C、碾压辊根据碾压生产线的控制系统给予的指令，调整碾压辊对辊之间的位置关系，使得对辊之间的间隙适合极片碾压；具体步骤为：对辊之间的位置精确度由位置检测传感器检测，并将数据上传至碾压生产线的控制系统，碾压生产线的控制系统根据采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，然后碾压生产线的控制系统给予指令，启动伺服控制系统，自动调节碾压轧辊间隙，调整到位后，位置检测传感器检测，位置到位后，碾压辊开始对极片进行碾压；
D、碾压后的极片经传送带再次进入厚度检测空间，双面激光传感器对极片厚度进行检测，检测以一组为一个检测轮回；传感器将测量得到的厚度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统；碾压生产线控制系统将采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，得出极片碾压后的厚度趋势；趋势变厚，碾压生产线控制系统控制伺服控制系统调节碾压轧辊间隙相应变小；趋势变薄，碾压生产线控制系统控制伺服控制系统调节碾压轧辊间隙相应变大，以保证极片压实密度稳定在标准范围内。
本发明有益效果在于：
（1）本发明提供了一种新型极片碾压生产线，具有结构简单、设计合理，减少人工干预调整极片辊压合度，实现自动调节的优点。
（2）本发明提供的方法是通过双面穿透式贝他传感器及双面激光传感器实时监控极片相关参数，设备以得到的数据进行自主调节，减少了生产过程中对极片厚度、压实密度调整的滞后现象，有效保证了极片的质量管控。
（3）本发明的工艺还有效保证了在极片碾压过程以位置检测传感器检测实际轧辊间隙，实现自动稳定控制压实密度，使设备更加智能化。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明系统流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对极片压实密度实现自动控制系统进行描述。
如图1所示，本发明的极片压实密度实现自动控制系统包括碾压生产线，主要由生产线本体8通过网络2与控制系统1连接构成。
在生产线的碾压部位设有一对碾压辊3。
本发明在上述基础上，增加了碾压辊碾压极片的自动控制系统。
如图1所示，在碾压辊3前后分别安装面密度传感器4、厚度传感器5，在碾压辊3上安装位置检测传感器7，并在碾压辊3上连有自动调节碾压辊位置的伺服系统6。具体结构如下：
面密度传感器4双面穿透式贝他传感器，设在碾压轧辊3上的前侧2米处，与碾压生产线的控制系统2串接。实时监测生产线本体8上极片的面密度。
厚度检测传感器5为双面激光传感器，设在安装在碾压轧辊5上的后方2米处，与碾压生产线的控制系统2串接。实时监测生产线本体8上极片的厚度。
位置检测传感器7设在碾压轧辊3对辊两侧检测实际轧辊间隙。
伺服控制系统包括伺服控制系统及伺服电机，伺服电机通过减速器带动中间楔铁调整轧辊间隙。
本发明还提供了本生产线制作极片的方法，主要在于怎样更好地实现自动化和控制极片压实密度的制造方法，具体如下：
A、首先将涂布后的极片排队进入碾压机的输送带，由输送带运输至碾压辊；
B、在进入碾压辊之前的面密度检测空间，通过双面穿透式贝他传感器检测极片面密度，并将测量得到的面密度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统；实时监测生产线本体1上极片的面密度。
C、对辊之间的位置精确度由位置检测传感器检测，并将数据上传至碾压生产线的控制系统，碾压生产线的控制系统根据采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，然后碾压生产线的控制系统给予指令，启动伺服控制系统，自动调节碾压轧辊轧辊间隙，调整到位后，位置检测传感器检测，位置到位后，碾压辊开始对极片进行碾压；碾压辊根据碾压生产线的控制系统给予的指令，调整碾压辊对辊之间的位置关系，使得对辊之间的间隙适合极片碾压。
D、碾压后的极片经传送带再次进入厚度检测空间，双面激光传感器对极片厚度进行检测，检测以一组为一个检测轮回；传感器将测量得到的厚度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统；碾压生产线控制系统将采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，得出极片碾压后的厚度趋势；趋势变厚，碾压生产线控制系统控制伺服控制系统调节碾压轧辊轧辊间隙相应变小；趋势变薄，碾压生产线控制系统控制伺服控制系统调节碾压轧辊轧辊间隙相应变大。以保证极片压实密度稳定在标准范围内。

Claims (4)

1.一种极片压实密度自动控制系统，主体为碾压生产线，和与碾压生产线连接的控制系统；所述碾压生产线上设有碾压轧辊，其特征在于：还包括极片的自动检测装置，所述极片的自动检测装置根据检测需要，设置在碾压生产线的待检测部位，并通过无线与控制系统连通；所述自动检测装置包括极片面密度检测传感器、极片厚度检测传感器、极片位置检测传感器；所述极片面密度检测传感器为双面穿透式贝他传感器，设在碾压轧辊上的前侧2米处，与碾压生产线控制系统串接；所述极片厚度检测传感器为双面激光传感器，设在安装在碾压轧辊上的后方2米处，与碾压生产线控制系统串接；所述位置检测传感器设在碾压轧辊两侧检测实际轧辊间隙。
2.根据权利要求1所述的一种极片压实密度自动控制系统，其特点在于：还包括伺服控制系统，所述伺服控制系统伺服电机通过减速器安装在碾压轧辊中间楔铁上。
3.根据权利要求2所述的一种极片压实密度自动控制系统，其特点在于：所述伺服控制系统包括伺服控制器及伺服电机，伺服电机通过减速器带动中间楔铁调整轧辊间隙。
4.一种实现权利要求1所述控制系统的压实密度自动控制方法，其特征在于：步骤如下：
A、首先将涂布后的极片排队进入碾压机的输送带，由输送带运输至碾压辊；
B、在进入碾压辊之前的面密度检测空间，通过双面穿透式贝他传感器检测极片面密度，并将测量得到的面密度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统；
C、碾压辊根据碾压生产线的控制系统给予的指令，调整碾压辊对辊之间的位置关系，使得对辊之间的间隙适合极片碾压；具体步骤为：对辊之间的位置精确度由位置检测传感器检测，并将数据上传至碾压生产线的控制系统，碾压生产线的控制系统根据采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，然后碾压生产线的控制系统给予指令，启动伺服控制系统，自动调节碾压轧辊间隙，调整到位后，位置检测传感器检测，位置到位后，碾压辊开始对极片进行碾压；
D、碾压后的极片经传送带再次进入厚度检测空间，双面激光传感器对极片厚度进行检测，检测以一组为一个检测轮回；传感器将测量得到的厚度数据通过数据传输网络传送给碾压生产线控制系统；碾压生产线控制系统将采集到的数据与生产标准控制值进行对比分析，得出极片碾压后的厚度趋势；趋势变厚，碾压生产线控制系统控制伺服控制系统调节碾压轧辊间隙相应变小；趋势变薄，碾压生产线控制系统控制伺服控制系统调节碾压轧辊间隙相应变大，以保证极片压实密度稳定在标准范围内。
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