CN107576911B - 一种聚合物电池自动绝缘检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚合物电池自动绝缘检测装置，其包括设置在工作台上的上料机构、检测机构、下料机构以及电控系统，所述电控系统分别与所述上料机构、检测机构以及下料机构电连接，所述电控系统控制所述上料机构将聚合物电池输送到检测位置，并控制所述检测机构对聚合物电池进行检测，再控制所述下料机构将已检测的聚合物电池按合格或不合格分类存放。这样能实现聚合物电池检测的自动化。相对于现有通过人工上、下料的绝缘检测装置，本发明不仅可节省大量的检测时间，还可以降低人工成本，大大地提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于锂电池检测设备技术领域，尤其涉及一种聚合物电池自动绝缘检测装置及其检测方法。
背景技术
聚合物锂离子电池在生产过程由于设备、材料、环境、人员、方法等因素导致电池的铝塑膜损坏或者电池内部存在毛刺、粉尘等，带来电池正、负极与铝塑膜绝缘不良以及电池内部短路风险。当电池正极与铝塑膜之间绝缘不良时，正极的铝极耳会被腐蚀；负极与铝塑膜之间绝缘不良时，铝塑膜会被腐蚀，从而导致漏液风险；而严重内部短路的电池可能起火，极大威胁电池用户的人身和财产安全。例如，电池内部短路轻微的会导致电池在后续化成时充不上电，严重的则会导致电池起火，危害人生安全；当电池负极与铝塑膜之间绝缘不良时，负极与铝塑膜的铝层导通，形成一个电解回路，锂离子嵌入铝塑膜的铝层中，形成铝锂合金，发生电化学腐蚀，这样铝塑膜便会破裂，从而导致电池的漏液风险；正极极耳为铝极耳，若在封装时正极极耳发生错位或者极耳胶低，则封头会直接压到铝极耳，导致铝被延展变形，破坏其外部的氧化铝保护层，使得铝直接与电池内部的电解液接触，并发生反应，最终腐蚀铝极耳。
现有聚合物电池在绝缘检测方面主要存在以下问题：1、绝缘检测设备为人工上、下料，并且一个人只能操作一台检测设备，生产效率低下。2、绝缘检测设备只是检测聚合物电池内部的短路以及电池负极与铝塑膜之间的绝缘性，没有检测电池正极与铝塑膜之间的绝缘性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种聚合物电池自动绝缘检测装置及其检测方法，旨在解决现有绝缘检测设备自动化差，生产效率低的问题。
本发明是这样实现的，一种聚合物电池自动绝缘检测装置，其包括设置在工作台上的上料机构、检测机构、下料机构以及电控系统，所述电控系统分别与所述上料机构、检测机构以及下料机构电连接，所述电控系统控制所述上料机构将聚合物电池输送到检测位置，并控制所述检测机构对聚合物电池进行检测，再控制所述下料机构将已检测的聚合物电池按合格或不合格分类存放。
进一步地，所述上料机构包括第一动力部、第一导轨、第一气缸、第一感应器以及用于抓取电池的第一机械手，所述第一导轨固定在所述工作台上，所述第一动力部可移动的安装在所述第一导轨上，所述第一机械手安装在所述第一气缸的伸缩杆上，所述第一气缸固设在所述第一动力部上，所述第一动力部、所述第一气缸、所述第一感应器分别与所述电控系统电连接。
进一步地，所述第一气缸的伸缩方向与所述第一导轨的长度方向相互垂直，所述第一机械手的底部开设有若干用于吸取电池的第一真空负压气孔。
进一步地，所述检测机构包括绝缘检测部和短路检测部以及第二感应器，所述绝缘检测部包括可上下移动的两根绝缘探针，所述短路检测部包括可上下移动的两个短路探针，所述绝缘探针和所述短路探针以及第二感应器分别与所述电控系统电连接。
进一步地，所述绝缘检测部还包括第二气缸和第一调节导轨，所述第一调节导轨固设在所述第二气缸的伸缩杆上，两个所述绝缘探针分别可移动的设置在所述第一调节导轨上；所述短路检测部还包括第三气缸和第二调节导轨，所述第二调节导轨固设在所述第三气缸的伸缩杆上，所述两个短路探针分别可移动的设置在所述第二调节导轨上，所述第二气缸和所述第三气缸分别与所述电控系统电连接。
进一步地，所述下料机构包括第四动力部、第四导轨、第四气缸、第四感应器以及用于抓取电池的第四机械手，所述第四导轨固定在所述工作台上，所述第四动力部可移动的安装在所述第四导轨上，所述第四机械手安装在所述第四气缸的伸缩杆上，所述第四气缸固设在所述第四动力部上，所述第四动力部、所述第四气缸、所述第四感应器分别与所述电控系统电连接。
进一步地，所述第四气缸的伸缩方向与所述第四导轨的长度方向相互垂直，所述第四机械手的底部开设有若干用于吸取电池的第一真空负压气孔。
进一步地，所述绝缘检测装置还包括固设在所述工作台上的用于存储待检测聚合物电池的放料盒、用于存储检测合格聚合物电池的合格盒以、用于存储检测不合格聚合物电池的不合格盒、检测支架以及用于放置待检测电池的检测台，所述上料机构、所述检测机构以及所述下料机构安装在所述检测支架上。
进一步地，所述绝缘检测装置还包括用于对所述电控系统参数进行设置的控制面板和报警单元，所述控制面板安装在所述工作台面上，所述报警单元与所述电控系统电连接，当检测的电池为不合格电池时，所述报警单元发出警报。
本发明还提供了如上所述聚合物电池自动绝缘检测装置的检测方法，包括以下步骤：首先，电控系统控制上料机构将聚合物电池输送到检测位置；然后并控制检测机构对聚合物电池进行内部短路检测、正极与铝塑膜之间的绝缘性检测以及负极与铝塑膜之间的绝缘性检测；最后控制所述下料机构将已检测的聚合物电池按合格或不合格分类存放，其中内部短路检测、正极与铝塑膜之间的绝缘性检测以及负极与铝塑膜之间的绝缘性检测都合格的为合格的聚合物电池，否则为不合格的聚合物电池。
与现有技术相比，本发明的聚合物电池自动绝缘检测装置，通过电控系统控制上料机构将聚合物电池输送到检测位置，并控制检测机构对聚合物电池进行检测，再控制下料机构将已检测的聚合物电池按合格或不合格分类存放，实现聚合物电池检测的自动化。相对于现有通过人工上、下料的绝缘检测装置，本发明不仅可节省大量的检测时间，还可以降低人工成本，大大地提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种聚合物电池自动绝缘检测装置的立体示意图。
图2是图1中聚合物电池自动绝缘检测装置的主视示意图。
图3是图1中A部局部放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至3所示，为本发明的一较佳实施例，一种聚合物电池自动绝缘检测装置，其包括设置在工作台100上的上料机构200、检测机构300、下料机构400以及电控系统(图中未示出)。电控系统分别与上料机构200、检测机构300以及下料机构400电连接，电控系统控制上料机构200将聚合物电池1输送到检测位置，并控制检测机构300对聚合物电池1进行检测，再控制下料机构400将已检测的聚合物电池1按合格或不合格分类存放。
具体地，检测装置还包括用于放置待检测电池1的检测台500和检测支架600。检测台500和检测支架600固设在工作台100上。检测台500主要用于放置聚合物电池1，方便检测机构300对电池1的检测。上料机构200、检测机构300以及下料机构400安装在检测支架600上，这样能够使检测装置比较紧凑，有利于美观。当然，上料机构200、检测机构300以及下料机构400也可以分别独立安装在工作台600上。
上料机构200包括第一动力部210、第一导轨220、第一气缸230、第一感应器(图中未示出)以及用于抓取电池的第一机械手240。第一导轨220固定在工作台100的检测支架600上，第一动力部210可移动的安装在第一导轨220上，第一机械手240安装在第一气缸230的伸缩杆上，第一气缸230固设在第一动力部210上。第一动力部210、第一气缸230、第一感应器分别与电控系统电连接。第一动力部210优选无杆气缸，用于带动安装在其上的第一气缸230沿着第一导轨220往复移动。第一气缸230可通过伸缩杆带动第一机械手240进行上下往复移动，方便抓取电池1。第一感应器安装在第一机械手240上，用于监测第一机械手240是否位于抓取电池1的正确位置。
在本实施例中，第一气缸230的伸缩方向与第一导轨220的长度方向相互垂直。第一导轨220为光滑圆柱形导轨。第一机械手240的底部开设有若干用于吸取电池1的第一真空负压气孔(图中未标出)，当第一机械手240的底部与电池1接触时，第一真空负压气孔产生负压，使电池1吸附在第一机械手240上，使用真空负压的方式吸取电池1能够最大程度的保护电池1免受损伤。当然也可以通过其他方式进行抓取电池1，例如夹持的方式。
检测装置还包括用于存储待检测聚合物电池1的放料盒700，放料盒700固设在工作台100上，并位于第一机械手240的下方，使第一机械手240能够方便吸取电池1。第一机械手240呈“L”型，这样的避空设计能够防止第一机械手240与其它部件相碰撞。
检测机构300包括绝缘检测部310和短路检测部320以及第二感应器(图中未标出)。绝缘检测部310包括可上下移动的两根绝缘探针311和第二气缸312，绝缘探针311固设在第二气缸312的伸缩杆上。短路检测部320包括可上下移动的两个短路探针321和第三气缸322，短路探针321固设在第三气缸322的伸缩杆上，绝缘探针311、短路探针321、第二气缸312、第三气缸322以及第二感应器分别与电控系统电连接。在检测时，第二感应器先监测电池1是否放置在检测台500的检测位置上，确认后电控系统控制第二气缸312的伸缩杆向下伸出带动绝缘探针311向下接触电池1的铝塑膜。同时，电控系统控制第三气缸322的伸缩杆向下伸出带动两个短路探针321向下接触电池1的正、负电极。因此，本发明的绝缘检测装置能对聚合物电池进行内部短路检测、正极与铝塑膜之间的绝缘性检测以及负极与铝塑膜之间的绝缘性检测。相比现有检测装置增加了正极与铝塑膜之间的绝缘性检测，避免当电池正极与铝塑膜之间绝缘不良时，正极的铝极耳会被腐蚀。最后，探针将检测信号反馈给电控系统，电控系统判断该电池1是否合格，然后控制下料机构400将已检测电池1取走。
在本实施例中，绝缘检测部310还包括第一调节导轨313，第一调节导轨313为槽型导轨。第一调节导轨313固设在第二气缸312的伸缩杆上，两个绝缘探针311分别可移动的设置在第一调节导轨313上，这样方便两个绝缘探针311根据需要进行间距的调节。短路检测部320还包括第二调节导轨323，第二调节导轨为槽型导轨。第二调节导轨323固设在第三气缸322的伸缩杆上，两个短路探针321分别可移动的设置在第二调节导轨323上。这样方便两个短路探针321根据电池1的正、负电极的距离做相应的调整，确保两个短路探针321分别对应电池1的正、负电极。
下料机构400包括第四动力部410、第四导轨420、第四气缸430、第四感应器以及用于抓取电池1的第四机械手440。第四导轨420固定在工作台100的检测支架600上，第四动力部410可移动的安装在第四导轨420上，第四机械手440安装在第四气缸430的伸缩杆上，第四气缸430固设在第四动力部410上，第四动力部410、第四气缸430、第四感应器分别与电控系统电连接。第四动力部410优选无杆气缸，用于带动安装在其上的第四气缸430沿着第四导轨420往复移动。第四气缸430可通过伸缩杆带动第四机械手440进行上下往复移动，方便抓取电池1。第四感应器安装在第四机械手440上，用于监测第四机械手440是否位于抓取电池1的正确位置。
在本实施例中，第四气缸430的伸缩方向与第四导轨420的长度方向相互垂直。第四导轨420为光滑圆柱形导轨，其长度方向与第一导轨220的长度方向相互垂直。第四机械手440的底部同样开设有若干用于吸取电池1的第四真空负压气孔(图中未标出)，也通过真空负压的方式吸取电池1。当然也可以通过其他方式进行抓取电池1，例如夹持的方式。
绝缘检测装置还包括用于存储检测合格聚合物电池1的合格盒800以及用于存储检测不合格聚合物电池1的不合格盒900。合格盒800和不合格盒900分别固设在工作台100上，并位于第四机械手440的下方，使第四机械手440能够方便的将电池1放置在合格盒800中或不合格盒900中。
本发明的绝缘检测装置的检测方法如下：电控系统控制上料机构200将聚合物电池1输送到检测台500上的检测位置；第二感应器监测到电池1就位后，电控系统控制检测机构300对聚合物电池1进行内部短路检测、正极与铝塑膜之间的绝缘性检测以及负极与铝塑膜之间的绝缘性检测(具体地，电控系统包括绝缘电阻测试仪，绝缘探针311和短路探针321与绝缘电阻测试仪电连接，该绝缘电阻测试仪的参数设为：倍率选择×102档；电压选择250V，×2.5档；拨盘数调为3.0档)；最后，电控系统再控制下料机构400将已检测的聚合物电池1按合格或不合格分类存放，其中内部短路检测、正极与铝塑膜之间的绝缘性检测以及负极与铝塑膜之间的绝缘性检测都合格的为合格的聚合物电池1，放入合格盒800中。否则为不合格的聚合物电池1，放入不合格盒900中。这样能实现聚合物电池1检测的自动化。相对于现有通过人工上、下料的绝缘检测装置，本发明不仅可节省大量的检测时间，还可以降低人工成本，大大地提高了生产效率。
另外，绝缘检测装置还包括用于对电控系统参数进行设置的控制面板2和报警单元(图中未示出)。控制面板2安装在工作台100上，报警单元与电控系统电连接，当电池1为不合格电池时，报警单元发出警报，同时控制面板2的显示屏上也会显示不合格提示信息。在本实施例中，报警单元为蜂鸣器，当电池1为不合格电池时，蜂鸣器便会响起。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种聚合物电池自动绝缘检测装置，其特征在于，其包括设置在工作台上的上料机构、检测机构、下料机构以及电控系统，所述电控系统分别与所述上料机构、检测机构以及下料机构电连接，所述电控系统控制所述上料机构将聚合物电池输送到检测位置，并控制所述检测机构对聚合物电池进行检测，再控制所述下料机构将已检测的聚合物电池按合格或不合格分类存放；
所述检测机构包括绝缘检测部和短路检测部以及第二感应器，所述绝缘检测部包括可上下移动的两根绝缘探针，所述短路检测部包括可上下移动的两个短路探针，所述绝缘探针和所述短路探针以及第二感应器分别与所述电控系统电连接；
所述绝缘检测部还包括第二气缸和第一调节导轨，所述第一调节导轨固设在所述第二气缸的伸缩杆上，两个所述绝缘探针分别可移动的设置在所述第一调节导轨上；所述短路检测部还包括第三气缸和第二调节导轨，所述第二调节导轨固设在所述第三气缸的伸缩杆上，所述两个短路探针分别可移动的设置在所述第二调节导轨上，所述第二气缸和所述第三气缸分别与所述电控系统电连接；
所述上料机构包括第一动力部、第一导轨、第一气缸、第一感应器以及用于抓取电池的第一机械手，所述第一导轨固定在所述工作台上，所述第一动力部可移动的安装在所述第一导轨上，所述第一机械手安装在所述第一气缸的伸缩杆上，所述第一气缸固设在所述第一动力部上，所述第一动力部、所述第一气缸、所述第一感应器分别与所述电控系统电连接；
所述第一气缸的伸缩方向与所述第一导轨的长度方向相互垂直，所述第一机械手的底部开设有若干用于吸取电池的第一真空负压气孔，所述第一机械手呈L型；
所述下料机构包括第四动力部、第四导轨、第四气缸、第四感应器以及用于抓取电池的第四机械手，所述第四导轨固定在所述工作台上，所述第四动力部可移动的安装在所述第四导轨上，所述第四机械手安装在所述第四气缸的伸缩杆上，所述第四气缸固设在所述第四动力部上，所述第四动力部、所述第四气缸、所述第四感应器分别与所述电控系统电连接；
所述第四气缸的伸缩方向与所述第四导轨的长度方向相互垂直，所述第四机械手的底部开设有若干用于吸取电池的第四真空负压气孔；
检测时，所述电控系统控制第二气缸的伸缩杆向下伸出带动绝缘探针向下接触电池的铝塑膜；同时，所述电控系统控制第三气缸的伸缩杆向下伸出带动两个短路探针向下接触电池的正、负电极。
2.如权利要求1所述的聚合物电池自动绝缘检测装置，其特征在于，所述绝缘检测装置还包括固设在所述工作台上的用于存储待检测聚合物电池的放料盒、用于存储检测合格聚合物电池的合格盒、用于存储检测不合格聚合物电池的不合格盒、检测支架以及用于放置待检测电池的检测台，所述上料机构、所述检测机构以及所述下料机构安装在所述检测支架上。
3.如权利要求1所述的聚合物电池自动绝缘检测装置，其特征在于，所述绝缘检测装置还包括用于对所述电控系统参数进行设置的控制面板和报警单元，所述控制面板安装在工作台面上，所述报警单元与所述电控系统电连接，当检测的电池为不合格电池时，所述报警单元发出警报。
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Denomination of invention: A polymer battery automatic insulation detection device and its detection method Effective date of registration: 20231025 Granted publication date: 20210514 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Zhaoqing branch Pledgor: GUANGDONG FENGHUA NEW ENERGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980062718 |
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