CN106524927A - 一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统及方法，本发明采用激光扫描仪扫描测量路线实现在线测量电池极板的厚度，克服了无法准确有效在线实时自动校准测量的缺陷。它通过下述步骤实现：电池极板在传动机构上以恒速运动；激光扫描仪对定位标志进行扫描，并对其运动位置进行判定；激光测距仪扫描分别测得其相对于电池极板上表面和下表面的距离值，并将数据输送到自动取样机进行采样；控制计算机内的程序获得激光测距仪与电池极板基板部分距离的采样数据的和SUMB，以及与电池活性物质层距离的采样数据的和SUMM；计算机内的程序按(SUMM‑SUMB)*K+Db计算出电池极板的厚度，其中，K为常数，Db为基带厚度。

Description

一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统及方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池极板的加工技术领域，尤其涉及一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统及方法。

背景技术

电池极板是生产锂电子化合物电池的材料，它是一种厚度仅为几十微米到500微米的连续带状产品，它的表面上涂有锂电子化合物的活性物质部分和不涂物质的基带部分。它是生产电池的核心材料，电池极板厚度的控制精度直接影响到电池产品的质量。因此。对电池极板的厚度进行准确的实时在线测量和控制对生产高质量的电池具有十分重要的现实意义。由于电池极板的厚度极小，传感器测量数据的漂移误差和安装机构的温度变形问题等因素都会造成被测电池极板厚度测量过程中很大的测量误差，所以要实现对被测电池极板在线准确测量必须对测量进行在线实时自动校准。已有检测电池极板厚度的方法是用β射线透射流水线上的电池极板，在电池极板的另一表面用光电倍增管接收穿透电池极板的β射线，根据光电倍增管上接收到的β射线能量变化所引起的敏感电流的变化来检测电池极板厚度的变化。该方法存在的缺陷是：β射线照射的是一个区域，由于电池极板的基带部分比较窄而且采用β射线采集厚度变化信号的反应慢，因此无法利用电池极板的基带部分对测量的结果进行在线实时自动校准，因此测得的数据精准度低。

如申请号为200810064632.9的发明专利申请“基于基带厚度进行自校的电池极板厚度在线测量方法”中采用激光差分检测实现电池极板的在线测量的方法，但该技术方案的缺陷在于无法及时对电池极板的测试范围进行校准，测试过程中电池极板偏移容易造成测试数据的准确性误差，所以提供本方案，可以有效解决准确性误差的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，包括：激光扫描仪、激光测距仪、自动取样机、电池极板、控制计算机、校正组件和传动机构；所述电池极板包括基板以及电池活性物质层，所述电池活性物质层分别设置在所述基板的上表面和下表面；所述激光测距仪分别固定设置在所述电池极板上表面上方和下表面下方；所述激光扫描仪固定设置在所述电池极板上表面上方；所述电池极板依次通过所述激光扫描仪和激光测距仪的扫描位置；所述两个自动取样机分别连接所述激光测距仪和所述控制计算机；所述多个电池活性物质层之间的基板部分上设置有定位标志；所述激光扫描仪用于扫描所述定位标志，从而获得所述定位标志的运动路线信息；所述传动机构上设置有校正组件，与所述激光扫描仪连接，用于对所述定位标志运动偏移位置进行校正。

本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：

作为进一步改进，所述定位标志设置在所述电池极板上表面基板部分运动方向的中心线上；所述定位标志设为圆形，所述圆的直径为0.5cm。

作为进一步改进，所述激光测距仪采用线激光扫描。

作为进一步改进，定义所述激光扫描仪沿电池极板宽度方向的扫描范围为L，其中，1cm≤L≤1.5cm。

作为进一步改进，所述传动机构的两侧设置有限位槽。

作为进一步改进，所述传动机构上设置有透明罩，所述透明罩与所述限位槽固定连接。

作为进一步改进，所述透明罩内设置有温湿度控制器，用于控制透明罩内的温湿度。

作为进一步改进，所述电池极板的运动速度为8米/分钟。

作为进一步改进，所述激光扫描仪内设置有警报器，所述警报器为一蜂鸣器。

另一方面，还提供了一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的方法，使用上述自动校正路线的在线测量电池极板厚度的的系统，包括以下步骤：

S1，所述电池极板在所述传动机构上以恒速运动；

S2，设置所述激光扫描仪的扫描范围，当所述定位标志运动到所述激光扫描仪正下方时，所述激光扫描仪对所述定位标志进行扫描，并判断其是否在预设扫描范围内；如所述定位标志运动偏移预设的扫描范围时，所述电池极板立即停止运动及所述蜂鸣器发出警报，同时所述激光扫描仪将偏移信息反馈到所述校正组件并进行校正；当校正OK后，重新反馈到激光扫描仪进行扫描；如所述定位标志运动于预设的扫描范围时，电池极板继续往前运动；

S3，当所述电池极板运动到所述激光测距仪的扫描位置时，所述激光测距仪开始进行扫描，分别测得所述激光测距仪相对于所述电池极板上表面和下表面的距离值，并将数据输送到所述自动取样机进行采样；

S4，所述控制计算机内的程序分别获得所述激光测距仪与所述电池极板基板部分距离的采样数据的和SUMB，以及所述激光测距仪与所述电池活性物质层距离的采样数据的和SUMM；

S5，所述控制计算机内的程序按(SUMM-SUMB)*K+Db计算出所述电池极板的厚度，其中，所述K为常数，Db为基带厚度。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、通过本系统及方法，可以有效地实时自动校正在线测量电池极板厚度的测量路线，防止测量过程中位置漂移误差和安装机构的温度变形问题等因素造成被测电池极板厚度的测量误差，提高测量数据的准确性。

附图说明

附图1是本发明的一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统示意图；

附图2是本发明的一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统的电池极板及定位标志示意图；

附图3是本发明的一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统的限位槽示意图；

附图4是本发明的一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统的透明罩示意图；

附图5是本发明的一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，包括：激光扫描仪10、激光测距仪20、自动取样机30、电池极板40、控制计算机50、校正组件60和传动机构70；所述电池极板40包括基板41以及电池活性物质层42，所述电池活性物质层42分别设置在所述基板41的上表面和下表面；所述激光测距仪20分别固定设置在所述电池极板40上表面上方和下表面下方；所述激光扫描仪10固定设置在所述电池极板40上表面上方；

如图1所示，所述电池极板40依次通过所述激光扫描仪10和激光测距仪20的扫描位置；所述两个自动取样机30分别连接所述激光测距仪20和所述控制计算机50；所述多个电池活性物质层42之间的基板部分上设置有定位标志411；所述激光扫描仪10用于扫描所述定位标志411，从而获得所述定位标志411的运动路线信息；所述传动机构70上设置有校正组件60，与所述激光扫描仪10连接，用于对所述定位标志411运动偏移位置进行校正。

通过本系统及方法，可以有效地实时自动校正电池极板40运动测量路线，防止测量过程中位置漂移误差和安装机构的温度变形问题等因素造成被测电池极板40厚度的测量误差，提高测量数据的准确性。

如图2所示，实施例中，所述定位标志411设置在所述电池极板40上表面基板部分运动方向的中心线上。各个定位标志411的连接线形成一条直线，扫描时就可很容易的扫描识别出定位标志411是否偏移预设的扫描范围。

如图2所示，实施例中，所述定位标志411设为圆形，所述圆的直径为0.5cm。

实施例中，所述激光测距仪20采用线激光扫描，这样，可以加快电池极板40的扫描速度，缩短时间，提高生产效率；同时激光扫描仪10固定设置在所述电池极板40上表面上方，避免了激光扫描仪10扫描过程中需要移动产生位置漂移，减小了测量数据的误差。

如图1所示，实施例中，所述激光扫描仪10沿电池极板40宽度方向的扫描范围为L，其中，1cm≤L≤1.5cm。优选的，L为1cm，定位标志411在该1cm范围内运动，一旦定位标志411运动偏移了改范围，就不能完整的对电池极板40进行测量，会照成数据的错误或者误差，缺乏真实准确性；只要定位标志411在激光扫描仪10预设的扫描范围内运动，就可以保证激光测距仪20可以完整的对电池极板40进行测量。

如图3所示，实施例中，所述传动机构70的两侧设置有限位槽71，增设限位槽71，可以避免出现电池极板40在传动机构70上运动时的左右偏移问题。

如图4所示，实施例中，所述传动机构70上设置有透明罩72，所述透明罩72与所述限位槽71固定连接，所述透明罩72内设置有温湿度控制器721，用于控制透明罩72内的温湿度。工作过程中异物的掉落，激光扫描仪10和激光测距仪20在工作过程产生的温度以及空气中一定的湿度等都有可能会导致测量误差的产生，通过增设透明罩72，可以提供一个可控的空间环境，排除上述等因素的可能性，提高了测量数据的准确性。

实施例中，所述电池极板40的运动速度为8米/分钟。

如图4所示，实施例中，所述激光扫描仪10内设置有警报器11，所述警报器11为一蜂鸣器。当激光扫描仪10扫描判定定位标志411偏移预设范围时，蜂鸣器会发出警报，提醒工作人员。

另一方面，还提供了一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的方法，使用上述自动校正路线的在线测量电池极板厚度的的系统，如图5所示，包括以下步骤：

S1，所述电池极板40在所述传动机构70上以恒速运动；

S2，设置所述激光扫描仪10的扫描范围为1cm，当所述定位标志411运动到所述激光扫描仪10正下方时，所述激光扫描仪10对所述定位标志411进行扫描，并判断其是否在预设扫描范围内；如所述定位标志411运动偏移预设的扫描范围时，所述电池极板40立即停止运动及所述蜂鸣器发出警报，同时所述激光扫描仪10将偏移信息反馈到所述校正组件60并进行校正，当校正OK后，重新反馈到激光扫描仪10进行扫描；如所述定位标志411运动于预设的扫描范围时，电池极板40继续往前运动；

S3，当所述电池极板40运动到所述激光测距仪20位置时，所述激光测距仪20开始进行扫描，分别测得所述激光测距仪20相对于所述电池极板10上表面和下表面的距离值，并将数据输送到所述自动取样机30进行采样；

S4，所述控制计算机50内的程序分别获得所述激光测距仪20与所述电池极板基板部分41距离的采样数据的和SUMB，以及所述激光测距仪20与所述电池活性物质层42距离的采样数据的和SUMM；

S5，所述控制计算机50内的程序按(SUMM-SUMB)*K+Db计算出所述电池极板40的厚度，其中，所述K为常数，Db为基带厚度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，包括：激光扫描仪、激光测距仪、自动取样机、电池极板、控制计算机、校正组件和传动机构；所述电池极板包括基板以及电池活性物质层，所述电池活性物质层分别设置在所述基板的上表面和下表面；所述激光测距仪分别固定设置在所述电池极板上表面上方和下表面下方；所述激光扫描仪固定设置在所述电池极板上表面上方；所述电池极板依次通过所述激光扫描仪和激光测距仪的扫描位置；所述两个自动取样机分别连接所述激光测距仪和所述控制计算机；所述多个电池活性物质层之间的基板部分上设置有定位标志；所述激光扫描仪用于扫描所述定位标志，从而获得所述定位标志的运动路线信息；所述传动机构上设置有校正组件，与所述激光扫描仪连接，用于对所述定位标志运动偏移位置进行校正。

2.根据权利要求1所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述定位标志设置在所述电池极板上表面基板部分运动方向的中心线上；所述定位标志设为圆形，所述圆的直径为0.5cm。

3.根据权利要求1所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述激光测距仪采用线激光扫描。

4.根据权利要求1所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，定义所述激光扫描仪沿电池极板宽度方向的扫描范围为L，其中，1cm≤L≤1.5cm。

5.根据权利要求1所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述传动机构的两侧设置有限位槽。

6.根据权利要求5所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述传动机构上设置有透明罩，所述透明罩与所述限位槽固定连接。

7.根据权利要求6所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述透明罩内设置有温湿度控制器，用于控制透明罩内的温湿度。

8.根据权利要求1所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述电池极板的运动速度为8米/分钟。

9.根据权利要求1所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，所述激光扫描仪内设置有警报器，所述警报器为一蜂鸣器。

10.根据权利要求1至9项中任一项所述的自动校正路线的在线测量电池极板厚度的系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1，所述电池极板在所述传动机构上以恒速运动；

S2，设置所述激光扫描仪的扫描范围，当所述定位标志运动到所述激光扫描仪正下方时，所述激光扫描仪对所述定位标志进行扫描，并判断其是否在预设扫描范围内，当校正OK后，重新反馈到激光扫描仪进行扫描；如所述定位标志运动偏移预设的扫描范围时，所述电池极板立即停止运动及所述蜂鸣器发出警报，同时所述激光扫描仪将偏移信息反馈到所述校正组件并进行校正；如所述定位标志运动于预设的扫描范围时，电池极板继续往前运动；

S3，当所述电池极板运动到所述激光测距仪的扫描位置时，所述激光测距仪开始进行扫描，分别测得所述激光测距仪相对于所述电池极板上表面和下表面的距离值，并将数据输送到所述自动取样机进行采样；

S4，所述控制计算机内的程序分别获得所述激光测距仪与所述电池极板基板部分距离的采样数据的和SUMB，以及所述激光测距仪与所述电池活性物质层距离的采样数据的和SUMM；

S5，所述控制计算机内的程序按(SUMM-SUMB)*K+Db计算出所述电池极板的厚度，其中，所述K为常数，Db为基带厚度。