CN107490724A - 一种卷芯绝缘内阻测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷芯绝缘内阻测试装置及测试方法，测试装置包括一测试箱、内阻测试仪、机械手和传送带组件，所述测试箱顶部设有第一通孔，传送带组件左右贯穿所述测试箱或位于测试箱平行方向一侧，所述机械手穿过第一通孔伸入到测试箱内；所述机械手与第一通孔之间还设有防尘结构；与所述测试箱相连的除尘机构，其包括有吹尘组件和抽尘组件，该卷芯绝缘内阻测试装置具有自动抓取和自动除尘的功能，以解决现有的卷芯测试时因粉尘问题导致卷芯测试不合格率偏高以及测试效率低的问题。

Description

一种卷芯绝缘内阻测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池生产制造领域，具体是涉及一种用于自动测试锂离子电池卷芯绝缘内阻的测试装置。

背景技术

随着锂离子电池技术的不断完善，越来越多的动力设施开始用锂离子电池替代原有重量大、能量密度低的铅酸蓄电池。传统的生产过程电池需经过卷绕、烘烤、绝缘内阻测试和入壳(钢壳或铝塑膜壳或铝壳)等工序，在绝缘内阻测试时都是通过人工抓取卷芯到内阻测试仪器上进行内阻的测试，由于环境中粉尘会掉落在卷芯上，会对测试的结果进行干扰，导致测试数据的不准确，造成卷芯的绝缘测试不合格率偏高，造成工序的合格率下降，而且由于是人工抓取卷芯，测试效率也不高。

发明内容

本发明旨在提供一种卷芯绝缘内阻测试装置及其测试方法，该卷芯绝缘内阻测试装置具有自动抓取和自动除尘的功能，采用测试除尘同步进行的测试方法，以解决现有的卷芯测试时因粉尘问题导致卷芯测试不合格率偏高以及测试效率低的问题。

本发明提供一种卷芯绝缘内阻测试装置，包括：测试箱，其顶部设有第一通孔，其内设有绝缘内阻测试仪；左右贯穿所述测试箱或位于测试箱平行方向一侧或两侧的传送带组件，其包括有一对或两对平行设置的支撑架、安装在两条支撑架之间的传送带，沿传送带运动方向分为进料工位、收料工位；机械手组件，其包括有垂直于传送带传送方向设置且位于测试箱外侧的支架、连接在支架上的可移动的机械手，所述机械手穿过第一通孔伸入到测试箱内；所述机械手与第一通孔之间还设有防尘结构；与所述测试箱相连的除尘机构，其包括有吹尘组件和抽尘组件。

当传送带组件设置在测试箱的两侧时，就为双工位设置。机械手可以从两个传送带组件取拿卷芯。当传送带逐渐为一个时，其位于测试箱的一侧，为单工位设置，机械手可以从该传送带上取拿卷芯。

优选的，所述测试箱设于传送带的一侧，所述传送带的进料工位、收料工位位于机械手的行程范围内，机械手从进料工位抓取待检测的卷芯，检测完毕后将卷芯放到收料工位，进料工位与收料工位为沿传送带行进方向设置。通过本发明的测试装置的测试周期，配置传送带的运动速度。

优选的，还包括有设置在传送带一侧的不合格电池卷芯物料盒，其位于机械手的行程范围内。检测不合格的卷芯放入到不合格电池卷芯物料盒中，而合格的卷芯放回到传送带上，也就是放入到收料工位上，合格的卷芯被传送带运走，从而进入到下一个工序。

优选的，所述绝缘内阻测试仪包括有测试仪连接导线、与所述测试仪连接导线相连的一对气动控制的夹具，所述夹具用于夹紧或松开待测试的电池卷芯的正负极；

当夹具夹紧待测试的电池卷芯的正负极时，测试仪对电池卷芯进行绝缘内阻测试。

替代的方案，上述的夹具也可以是电动的夹具。

优选的，所述机械手与测试箱之间的所述密封结构包括有所述机械手贯穿的罩盖，所述罩盖的外周设有密封圈，所述罩盖与所述测试箱顶部的第一通孔密封配合。

优选的，所述罩盖上还设有供机械手穿过的第二通孔，所述第二通孔覆盖有除尘网。

优选的，所述机械手是两轴移动的机械手，其两个移动行程线均是沿垂直于传送带传送方向。

优选的，所述吹尘组件包括一个或数个设于所述测试箱侧壁的吹尘口，每一所述吹尘口朝向夹具加持的电池卷芯设置，每一所述吹尘口分别与压缩空气管道相连，所述压缩空气管道与空压机的输出端相连，所述压缩空气管道上还设有电磁阀。

优选的，所述抽尘组件位于所述测试箱的下部，其包括有设于所述测试箱侧壁上的抽气口、与抽气口相连接的软管、与所述软管相连的抽尘装置，所述抽尘装置的出气端连接除尘袋用于粉尘收集。

本发明还提供一种卷芯绝缘内阻测试方法，包括如下步骤：

S1,将待测的电池卷芯进行干燥；

S2，通过传送带将电池卷芯输送至机械手工位，机械手将待测电池卷芯放入测试盒中；

S3，绝缘内阻测试装置的测试夹具自动夹紧电池卷芯的正负极极耳；吹尘；抽尘；

S4，测试电池卷芯的绝缘内阻；

S5，根据测试结果将电池卷芯进行分拣。

优选的，包括如下步骤：

Sa，采用烘箱对待测的电池卷芯进行烘烤干燥；

Sb，通过传送带将待测电池卷芯输送至机械手工位，机械手移动至接近电池卷芯位置处将电池卷芯抓取，机械手将电池卷芯移动放入测试盒中；

Sc，绝缘内阻测试装置的气动控制的测试夹具自动夹紧电池卷芯的正负极极耳；同时吹尘管道的电磁阀开启，启动吹尘操作；吹尘结束后，抽尘装置启动抽尘操作，粉尘通过抽尘管路抽取到位于设备下方的粉尘盒；

Sd，测试电池卷芯4的绝缘内阻；

Se，绝缘内阻测试装置的检测判定结果由智能芯片控制传输给机械手，检测结果通过则由机械手抓取后放入检测合格工位，如检测不通过，则由机械手抓取后放入NG电池卷芯放置盒。

本发明提供的一种卷芯绝缘内阻测试装置与现有技术相比较具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种卷芯绝缘内阻测试装置具有自动抓取卷芯的机械手和除尘设备，在进行测试前能够对测试箱内的卷芯进行除尘处理，并且由于是机械手自动抓取，避免了人工抓取时对卷芯的干扰，使得测试时可以大概率的减少因粉尘对卷芯的绝缘内阻测试造成的影响，提高测试的精准性。

2、本发明提供的一种卷芯绝缘内阻测试装置测试箱和不合格产品物料盒分别位于传送带的两侧上，使得机械手只在一直线上移动，减小了机械手的移动距离，从而提高测试的效率。

3、本发明采用在绝缘内阻测试工序采用吹、抽相结合的除尘模式，加强除尘效果，有效去除电芯卷上附作物，避免附作物的二次污染，配合该环节所具有的不合格品判定工序，提高电芯产品质量一致性。

4、自动进行电池卷芯吹尘、抽尘、测试绝缘内阻，除尘与测试电池卷芯绝缘电阻同时进行，有效的除去电池卷芯表面的粉尘直接进入下一道滚槽工序从而保证滚槽后的电芯干净度，并节省测试电池卷芯绝缘电阻的时间。

附图说明

图1示出了卷芯绝缘内阻测试装置的示意图。

图2示出了机械手的示意图。

图3示出了测试箱的俯视示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-图3所示，本发明提供的一种卷芯绝缘内阻测试装置，包括一测试箱1、内阻测试仪2和机械手3，所述测试箱1的顶部呈开口状，所述机械手3位于测试箱1上方，该机械手3与卷芯4相配合将卷芯4从待测区移送至测试箱1内的测试区域中，并在其测试完成后将卷芯4移送至测试完成区，所述内阻测试仪2的两个测试夹具2a和2b固定在测试箱内，以对应卷芯4的两个正负极极耳，所述机械手3的抓持部上方设有一罩盖11，所述罩盖11与测试箱顶部的开口相配合以形成密闭结构，所述测试箱上具有吹尘口12和抽尘口13，所述吹尘口12上连接有吹气装置(图中未示出)，所述抽尘口13连接有抽尘装置5。其中内阻测试仪2可以从市场采购而得，机械手3可以通过支架固定在测试箱1的上方，机械手可以是二轴机械手也可以是三轴机械手，其中机械手的夹持部由绝缘材料制成，或者是在夹持部和卷芯接触的部分增加绝缘层，使得机械手的夹持部不会对卷芯的阻值造成影响。其中罩盖11可以滑接在机械手3上，并且在罩盖11上连接有推杆和回位装置，在机械手3将卷芯4移送到测试区后，推杆将罩盖推向测试箱1，使罩盖将测试箱1的顶部盖住，形成密封结构，测试完成后回位装置作用于罩盖11，使罩盖11回位，机械手3再将测试完成的卷芯4移除测试箱1。

对本发明中机械手与测试箱在工作状态中的密封保持作如下的说明：一种实现方式是，如前述，机械手与罩盖为固定连接，二者一起进行移动，当将卷芯运送到测试区域后，罩盖与测试箱顶部的第一通孔密封配合，并且在密封圈的配合下，达到较佳的密封效果，当罩盖呈圆形时，密封圈为相应的O型圈。另一种实现方式是，罩盖与测试箱处于常态的密封配合，而罩盖上(如中部)设有第二通孔(如圆孔)，第二通孔容许机械手穿过，而机械手与第二通孔之间可以设置有柔性的橡胶密封，当机械手上下、前后移动时，该橡胶密封可以不限制其运动行程。当然，密封第二通孔是为了防止灰尘进入到测试箱中，为了达到这一目的，本发明也可以采用除尘网，用以过滤除去灰尘或者固体颗粒。

参考图1，作为罩盖11的一种优选方案，所述罩盖11以固定的方式安装在机械手3的抓持部上方，且其固定的位置被配置为：当所述机械手3的抓持部将卷芯4与测试箱1内的两个测试夹具2a和2b对位时，该罩盖11恰与测试箱顶部的开口相盖合。

参考图1，该测试装置还包括一传送带6，所述测试箱1位于平行于传送带传送方向的一侧，另一侧上设有不合格产品物料盒7，所述机械手3位于传送带的上方，并且沿垂直于传送带传送方向移动，即待测的卷芯通过传送带输送至机械手的正下方，机械手将卷芯抓取移送至测试箱里进行测试，测试完成后合格的卷芯放到传送带上，不合格的产品放到不合格产品物料盒里，机械手只做二维运动，可以减少机械手的移动距离，从而提高测试的效率。

参考图1和图3，所述吹尘口12位于测试箱的侧壁上，并且正对于测试箱内的测试区域，所述吹气装置为空气压缩机，该空气压缩机通过出气管与吹尘口相连，该出气管上设有电磁阀14。吹尘口正对着测试区域可以更有效的将卷芯上的粉尘吹走，而压缩空气可以提高其吹气的力度。参考图3，位于吹尘口所在侧壁相邻的两个侧壁上都设有一除尘口13，位于相邻的两个侧壁上的除尘口13可以防止从卷芯上吹走的粉尘经过气体的流动再次落到卷芯上。

作为一个优选方案，所述抽尘装置的出气口设置有除尘袋，以便于粉尘的收集。

作为另一个优选方案，所述测试夹具为气动夹具，所述测试夹具的夹持部由金属材料制成，以便于对测试夹具的联动控制，夹持部通过导线和内阻测试仪相连接。

作为另一个优选方案，所述罩盖的周缘上包覆有密封圈，所述测试箱的顶部上具有与密封圈相对应的密封平面，以增加罩盖和测试箱之间的密封性，提高除尘的效果。

参考图1-图3,本发明提供的一种卷芯绝缘内阻测试装置检测过程如下，卷芯4通过传送带6传送到机械手3的正下方，机械手3将卷芯4抓取并移送至测试箱1内的测试区域中，这时候机械手3上的罩盖11和测试箱1配合形成密闭结构，外界的环境不会对测试箱1内的卷芯造成影响，同时测试箱3内的两个测试夹具2a和2b将卷芯4的两个极耳夹住，使其与内阻测试仪2相电连接；然后与吹尘口12相连通的出水管上的电磁阀14开启，空气压缩机吹出的高压气体将卷芯4上的粉尘吹走，吹气的同时将抽尘装置5开启，将从卷芯4上吹出的粉尘以及测试箱内原本具有的粉尘吸走，收集在除尘袋里。除尘步骤完成后将电磁阀14关闭，这时抽尘装置5也关闭也可以开启，开始测试卷芯4的内阻值，测试完成后，开启电磁阀14使得测试箱内的气压与外界相同或者略高，机械手3将内阻测试合格的卷芯移送至传送带6上，传送带6将合格的卷芯输送至下一道工序，若内阻测试不合格，则机械手3将不合格的卷芯移送至不合格产品物料盒里。该检测过程中涉及的传送带、机械手、电磁阀、抽尘装置和测试夹具的协同配合工作的控制可以由可编程控制器(例如PLC控制器)来实现。

本发明的测试过程、测试方法，构建了一个高度无尘环境，此外，为了达到更佳的无尘测试环境，将本发明的测试装置放置在无尘车间中使用是容易想到的。而本发明提供了自带的除尘机构，用以实现除尘操作。仅仅使用无尘车间或者无尘操作室并不能达到类似本发明的效果，由于卷芯上会沾染有灰尘或颗粒物，这些附着物对于测试结构由很大影响，而仅仅是降低测试过程中灰尘的沾染仍无法有效除去已有的灰尘。本发明的除尘系统、无尘空间，具有保持无尘环境的作用，并且，通过吹尘将附着的灰尘吹落，并且，抽尘将灰尘吸走，并将灰尘收集起来。这就保证了测试的顺利进行。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于，包括：

测试箱，其顶部设有第一通孔，其内设有绝缘内阻测试仪；

左右贯穿所述测试箱或位于测试箱平行方向一侧的传送带组件，其包括有两条平行设置的支撑架、安装在两条支撑架之间的传送带，沿传送带运动方向分为进料工位、收料工位；

机械手组件，其包括有垂直于传送带传送方向设置且位于测试箱外侧的支架、连接在支架上的可移动的机械手，所述机械手穿过第一通孔伸入到测试箱内；所述机械手与第一通孔之间还设有防尘结构；与所述测试箱相连的除尘机构，其包括有吹尘组件和抽尘组件。

2.根据权利要求1所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：还包括有设置在传送带一侧的不合格电池卷芯物料盒，其位于机械手的行程范围内。

3.根据权利要求1所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：所述绝缘内阻测试仪包括有测试仪连接导线、与所述测试仪连接导线相连的一对气动控制的夹具，所述夹具用于夹紧或松开待测试的电池卷芯的正负极；

当夹具夹紧待测试的电池卷芯的正负极时，测试仪对电池卷芯进行绝缘内阻测试。

4.根据权利要求1所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：所述机械手与测试箱之间的密封结构包括有所述机械手贯穿的罩盖，所述罩盖的外周设有密封圈，所述罩盖与所述测试箱顶部的第一通孔密封配合。

5.根据权利要求4所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：所述罩盖上还设有供机械手穿过的第二通孔，所述第二通孔覆盖有除尘网。

6.根据权利要求1所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：所述机械手是两轴移动的机械手，其两个移动行程线均是沿垂直于传送带传送方向。

7.根据权利要求1所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：所述吹尘组件包括一个或数个设于所述测试箱侧壁的吹尘口，每一所述吹尘口朝向夹具加持的电池卷芯设置，每一所述吹尘口分别与压缩空气管道相连，所述压缩空气管道与空压机的输出端相连，所述压缩空气管道上还设有电磁阀。

8.根据权利要求4所述的卷芯绝缘内阻测试装置，其特征在于：所述抽尘组件位于所述测试箱的下部，其包括有设于所述测试箱侧壁上的抽气口、与抽气口相连接的软管、与所述软管相连的抽尘装置，所述抽尘装置的出气端连接除尘袋用于粉尘收集。

9.一种卷芯绝缘内阻测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1,将待测的电池卷芯进行干燥；

S2，通过传送带将电池卷芯输送至机械手工位，机械手将待测电池卷芯放入测试盒中；

S3，绝缘内阻测试装置的测试夹具自动夹紧电池卷芯的正负极极耳；吹尘；抽尘；

S4，测试电池卷芯的绝缘内阻；

S5，根据测试结果将电池卷芯进行分拣。

10.根据权利要求9所述的卷芯绝缘内阻测试方法，包括如下步骤：

Sa，采用烘箱对待测的电池卷芯进行烘烤干燥；

Sb，通过传送带将待测电池卷芯输送至机械手工位，机械手移动至接近电池卷芯位置处将电池卷芯抓取，机械手将电池卷芯移动放入测试盒中；

Sc，绝缘内阻测试装置的气动控制的测试夹具自动夹紧电池卷芯的正负极极耳；同时吹尘管道的电磁阀开启，启动吹尘操作；吹尘结束后，抽尘装置启动抽尘操作，粉尘通过抽尘管路抽取到位于设备下方的粉尘盒；

Sd，测试电池卷芯4的绝缘内阻；

Se，绝缘内阻测试装置的检测判定结果由智能芯片控制传输给机械手，检测结果通过则由机械手抓取后放入检测合格工位，如检测不通过，则由机械手抓取后放入NG电池卷芯放置盒。