CN109307473A - 叠片电池的检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了叠片电池的检测方法及检测装置，叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，采用光学测量方法投影正极片和负极片以测量投影距离；调整负极片的预设边与投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，以分别得到在第一预设角度下的第一投影距离、第二预设角度下的第二投影距离和第三预设角度下的第三投影距离，根据第一预设角度、第二预设角度、第三预设角度、第一投影距离、第二投影距离、第三投影距离以及正极片和负极片的几何尺寸，计算得出正极片和负极片之间相对位置。该检测方法简单高效，易于实现，可提高叠片电池不合格品的检出率，有效防止不合格品流向下一道工序，减少浪费，提升产品品质。

Description

叠片电池的检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及叠片电池检测技术领域，尤其涉及叠片电池的检测方法及检测装置。

背景技术

叠片电池一般包括正极片、负极片、隔膜、电解液及其他必要的辅助材料。其中正极片和负极片之间层叠设置，并且负极片比正极片略大。具体的，请参考图1所示，图1为现有技术提供的叠片电池结构示意图。在叠片电池生产时，需要对正极片和负极片进行叠片，且正极片的四边分别与负极片的四边之间的距离适中。因此，在进行下一道工序之前，需要先检测确定正极片和负极片之间的相对位置。

然而，目前还缺乏一种简单高效的检测方法，用于确定正极片和负极片之间的相对位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单高效的叠片电池的检测方法及检测装置，用于确定正极片和负极片之间的相对位置。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

叠片电池的检测方法，所述叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，所述检测方法包括：

采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离；

以所述负极片的四边中的任意一边作为预设边，调整所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，以分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，其中，所述第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，且所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角；

根据所述第一预设角度、所述第二预设角度、所述第三预设角度、所述第一投影距离、所述第二投影距离、所述第三投影距离以及所述正极片和负极片的几何尺寸计算得出所述正极片和所述负极片之间相对位置。

可选的，所述采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离的步骤包括：

发射出X射线以投影所述正极片和负极片；

接收所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点的投影；

计算所述两个顶点在投影平面上的投影距离。

可选的，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括两个不同的电池角；

所述第一投影距离和所述第二投影距离分别对应的两个顶点所属的电池角为同一个电池角。

可选的，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括两个不同的电池角；

所述第二投影距离和所述第三投影距离分别对应的两个顶点所属的电池角为同一个电池角。

可选的，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括三个不同的电池角。

可选的，所述第一预设角度为30°，所述第二预设角度为60°，所述第三预设角度为135°。

可选的，所述第一预设角度为45°，所述第二预设角度为120°，所述第三预设角度为150°。

可选的，所述第一预设角度为45°，所述第二预设角度为120°，所述第三预设角度为210°。

叠片电池的检测装置，所述叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，所述检测装置包括：

光学测量模块，用于采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离；

角度调整模块，用于以所述负极片的四边中的任意一边作为预设边，调整所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，使得所述光学测量模块分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，其中，所述第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，且所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角；

计算模块，用于根据所述第一预设角度、所述第二预设角度、所述第三预设角度、所述第一投影距离、所述第二投影距离、所述第三投影距离以及所述正极片和负极片的几何尺寸计算得出所述正极片和所述负极片之间相对位置。

可选的，所述光学测量模块包括：

发射单元，用于发射出X射线以投影所述正极片和负极片；

接收单元，用于接收所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点的投影；

计算单元，用于计算所述两个顶点在投影平面上的投影距离。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供了一种叠片电池的检测方法及检测装置，采用光学测量方法投影正极片和负极片，可以测得正极片和负极片之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，当所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度时，光学测量方法可以分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，再结合正极片和负极片的几何尺寸，可以求得正极片和负极片之间的相对位置。该检测方法简单高效，易于实现，可提高叠片电池不合格品的检出率，有效防止不合格品流向下一道工序，减少浪费，提升产品品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种叠片电池结构示意图。

图2为本发明实施例提供叠片电池的检测方法流程图。

图3为本发明实施例提供叠片电池的检测方法的第一种投影示意图。

图4为本发明实施例提供叠片电池的检测方法的第二种影示意图。

图5为本发明实施例提供叠片电池的检测方法的第三种影示意图。

图6为本发明实施例提供叠片电池的检测方法的第四种影示意图。

图7为本发明实施例提供叠片电池的检测方法的第五种影示意图。

图8为本发明实施例提供叠片电池的检测方法的三种预设角度投影示意图。

图9为本发明实施例提供叠片电池的检测方法所用到的一种光学测量方法流程图。

图10为本发明实施例提供叠片电池的检测装置结构示意图。

图11为本发明实施例提供的实验验证的三组模型的示意图。

图12为本发明实施例提供的实验验证的验证示意图。

图13为本发明实施例提供的实验验证的另一验证示意图。

附图说明：

正极片10；负极片11；发射单元12；接收单元13；光学测量模块14；角度调整模块15；计算模块16。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2所示，本发明实施例提供了一种叠片电池的检测方法，叠片电池包括层叠设置的正极片10和负极片11。

具体的，该检测方法包括步骤S1、步骤S2和步骤S3。

步骤S1，采用光学测量方法投影所述正极片10和所述负极片11以测量投影距离。

具体的，请参阅图3所示。正极片10包括四个顶点A、B、C和D，负极片11包括四个顶点E、F、G和H，负极片11的长边为EF和GH，短边为EH和FG。因此，正极片10和负极片11之间相邻的两个顶点包括四组，即AE、BF、CG和DH，光学测量方法可以分别测得AE、BF、CG和DH在投影平面上的距离。

步骤S2：以所述负极片11的四边中的任意一边作为预设边，调整所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，以分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离。

其中，所述第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为所述正极片10和所述负极片11之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，且所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角。

在本发明实施例中，预设边设为负极片11的短边，即预设边为EH或FG。

因此，第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为AE、BF、CG和DH中的任意一组的投影距离，且同时满足所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角，即第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离三者分别对应的一组两个顶点不能同时为同一组。例如，第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离三者分别对应的两个顶点不能同时为AE、或同时为BF、或同时为CG、或同时为DH。

图3中，采用光学测量方法时，发射单元12发出X射线投影正极片10和负极片11，接收单元13上接收顶点A和顶点E的投影，计算出顶点A和顶点E在投影平面上的投影距离。其中，投影方向X与EH的相交点为L，负极片11的短边与投影方向Y之间的投影夹角为EH与投影方向X之间的投影夹角，即∠XLH，此时∠XLH大于0°、且小于90°。

进一步的，请参阅图4所示，此时投影方向为X。调整负极片11的短边与投影方向X之间的投影夹角。

投影方向X与EH的相交点为M，负极片11的短边与投影方向X之间的投影夹角等于∠XMH。采用光学测量方法，从而计算得到顶点A和顶点E在投影平面上的投影距离，此时∠XMH大于0°、且小于90°。

请参阅图5所示，投影方向为X。此时投影方向X与负极片11的EF之间的相交点为M'，M'G'与FG平行。∠XM'G'等于负极片11的短边与投影方向X之间的投影夹角，此时∠XM'G'大于90°、且小于180°。采用光学测量方法，从而计算得到顶点B和顶点F在投影平面上的投影距离。

具体的，请参阅图6所示，投影方向为X。投影方向X与EF的相交点为N，NH'与FG平行。此时负极片11的短边与投影方向X之间的投影夹角等于∠XNH'。∠XNH'大于90°、且小于180°。采用光学测量方法，从而计算得到顶点B和顶点F在投影平面上的投影距离。

进一步的，请参阅图7所述，投影方向为X。投影方向X与FG的相交点为O，投影方向X与负极片11的短边之间的投影夹角等于∠XOG，此时∠XOG大于180°、且小于270°。采用光学测量方法，从而计算得到顶点C和顶点G在投影平面上的投影距离。

同理，还可以调整投影方向X与负极片11的短边之间的投影夹角，使得该投影夹角大于270°、且小于360°。利用光学测量方法，从而计算得到顶点D和顶点H在投影平面上的投影距离。

步骤S3：根据所述第一预设角度、所述第二预设角度、所述第三预设角度、所述第一投影距离、所述第二投影距离、所述第三投影距离以及所述正极片10和负极片11的几何尺寸计算得出所述正极片10和所述负极片11之间相对位置。

进一步的，请参阅图8所示。X、Y、Z分别为投影方向，在投影方向X、Y、Z下的投影夹角分别等于第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度。根据光学测量方法得到AE的第一投影距离和第二投影距离，结合第一预设角度值和第二预设角度值可以确定A点相对负极片11的位置。又由投影方向Z，根据光学测量方法得到第三投影距离，结合第三预设角度，并且正极片10的几何尺寸和负极片11的几何尺寸均是已知的，可以确定得到B点相对负极片11的位置，进而确定C、D点相对负极片11的位置。

因此，当第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度分别等于如图3、图4和图6所示中的投影夹角时，或者当第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度分别等于如图3、图5和图6所示中的投影夹角时，均可以确定正极片10和负极片11之间的相对位置。

同理，当第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度分别等于如图3、图6和图7所示中的投影夹角时，可分别得到第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离，结合正极片10的几何尺寸和负极片11的几何尺寸均是已知的，可以确定正极片10和负极片11之间的相对位置。

需要说明的是，第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度三者中两两不相等，且第一预设角度、第二预设角度、第三预设角度均不能等于0°、90°、180°和270°中的任意一个角度。在满足以上条件时，第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度可以为其他任意角度。

需要说明的是，上述预设边还可以是负极片11的长边。

因此，本实施例提供的叠片电池的检测方法，采用光学测量方法投影正极片10和负极片11，可以测得正极片10和负极片11之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，当所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度时，光学测量方法可以分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，再结合正极片10和负极片11的几何尺寸，可以求得正极片10和负极片11之间的相对位置。该检测方法简单高效，易于实现，可提高叠片电池不合格品的检出率，有效防止不合格品流向下一道工序，减少浪费，提升产品品质可提高了锂电池包边工序的效率和合格率。请参阅图9所示，可选的，在本申请的另一实施例中，步骤S1，所述采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离的步骤包括：步骤S4，发射出X射线以投影所述正极片和负极片；步骤S5，接收所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点的投影；步骤S6，计算所述两个顶点在投影平面上的投影距离。本实施例提供了一种具体的光学测量方法。

可选的，在本申请的另一实施例中，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括两个不同的电池角；所述第一投影距离、和所述第二投影距离分别对应的两个顶点所属的电池角两个顶点之间相同为同一个电池角。进一步的，所述第一预设角度和第二预设角度分别为图3和图4中所示的投影夹角。所述第一预设角度为30°，所述第二预设角度为60°，所述第三预设角度为135°。可选的，在本申请的另一实施例中，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括两个不同的电池角；所述第二投影距离和所述第三投影距离分别对应的两个顶点所属的电池角为同一个电池角两个顶点之间相同。进一步的，所述第二预设角度和第三预设角度分别为图5和图6中所示的投影夹角。所述第一预设角度为45°，所述第二预设角度为120°，所述第三预设角度为150°。

可选的，在本申请的另一实施例中，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括三个不同的电池角。进一步的，所述第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度分别为图3、图6和图7中所示的投影夹角。所述第一预设角度为45°，所述第二预设角度为120°，所述第三预设角度为210°。

请参阅图10所示，本实施例提供了一种叠片电池的检测装置，用于确定正极片10和负极片11之间的相对位置。叠片电池包括层叠设置的正极片10和负极片11。该检测装置包括：光学测量模块14、角度调整模块15和计算模块16。

光学测量模块14，用于采用光学测量方法投影所述正极片10和所述负极片11以测量投影距离。

角度调整模块15，用于以所述负极片的四边中的任意一边作为预设边，调整所述负极片11的短边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，使得所述光学测量模块分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离。

其中，所述第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为所述正极片10和所述负极片11之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，且所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角。

计算模块16，用于根据所述第一预设角度、所述第二预设角度、所述第三预设角度、所述第一投影距离、所述第二投影距离、所述第三投影距离以及所述正极片10和负极片11的几何尺寸计算得出所述正极片10和所述负极片11之间相对位置。

本实施例提供的检测装置，用以实现如上所述的检测方法，其具体的检测原理已在上述阐明，此处不再赘述。

本发明实施例提供了一种叠片电池的检测装置，采用光学测量方法投影正极片和负极片，可以测得正极片和负极片之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，当所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度时，光学测量方法可以分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，再结合正极片和负极片的几何尺寸，可以求得正极片和负极片之间的相对位置。该检测方法简单高效，易于实现，可提高叠片电池不合格品的检出率，有效防止不合格品流向下一道工序，减少浪费，提升产品品质。

可选的，在本申请的另一实施例中，所述光学测量模块14包括：发射单元12、接收单元13和计算单元14。

发射单元12，用于发射出X射线以投影所述正极片10和负极片11。

接收单元13，用于接收所述正极片10和所述负极片11之间任意相邻的两个顶点的投影。

计算单元14，用于计算所述两个顶点在投影平面上的投影距离。

为了进一步说明本申请的技术方案，在本申请的另一实施例中，采用本技术方案进行实验验证，验证过程如下。

正极片10的几何尺寸为90mm*46mm，负极片11的几何尺寸为94mm*50mm。实验验证时，放大倍率为2.75。

如图11所示，验证三组模型A、模型B和模型C，分别表示标准、平移和旋转。

设计叠片电池的检测基座，正极片10和负极片11的顶点位于相同的高度，如图12所示。

根据“电极验证模型”的测量厚度(4.98)进行标定，标定后测量结果为4.998mm。

请参阅图13所示，分别测量三组模型的c、d和e值。

得到模型A组中，c、d、e值分别为2.720、2.709、2.830；得到模型B组中，c、d、e值分别为4.064、4.073、2.831；得到模型C组中，c、d、e值分别为2.681、2.283、3.074；单位为mm。

本实施例中，正极片的四个顶点分别为标号1、2、3、4。

通过计算得到三组模型中正极片的四个顶点相对于负极片的坐标值，详细数据见如下表格。

考虑到加工误差、标定误差、测量误差以及图像畸变等因素，检测结果和理论值存在微小的偏差，实测值和理论值基本相符，证明了本申请的技术方案具有良好的可靠性。

以上对本发明所提供的叠片电池的检测方法及检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.叠片电池的检测方法，所述叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，其特征在于，所述检测方法包括：

采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离；

以所述负极片的四边中的任意一边作为预设边，调整所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，以分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，其中，所述第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，且所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角；

根据所述第一预设角度、所述第二预设角度、所述第三预设角度、所述第一投影距离、所述第二投影距离、所述第三投影距离以及所述正极片和负极片的几何尺寸计算得出所述正极片和所述负极片之间相对位置。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离的步骤包括：

发射出X射线以投影所述正极片和负极片；

接收所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点的投影；

计算所述两个顶点在投影平面上的投影距离。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括两个不同的电池角；

所述第一投影距离和所述第二投影距离分别对应的两个顶点所属的电池角为同一个电池角。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括两个不同的电池角；

所述第二投影距离和所述第三投影距离分别对应的两个顶点所属的电池角为同一个电池角。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括三个不同的电池角。

6.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述第一预设角度为30°，所述第二预设角度为60°，所述第三预设角度为135°。

7.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述第一预设角度为45°，所述第二预设角度为120°，所述第三预设角度为150°。

8.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述第一预设角度为45°，所述第二预设角度为120°，所述第三预设角度为210°。

9.叠片电池的检测装置，所述叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，其特征在于，所述检测装置包括：

光学测量模块，用于采用光学测量方法投影所述正极片和所述负极片以测量投影距离；

角度调整模块，用于以所述负极片的四边中的任意一边作为预设边，调整所述预设边与所述投影方向之间的投影夹角分别为第一预设角度、第二预设角度和第三预设角度，使得所述光学测量模块分别得到在所述第一预设角度下的第一投影距离、所述第二预设角度下的第二投影距离和所述第三预设角度下的第三投影距离，其中，所述第一投影距离、第二投影距离和第三投影距离分别为所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点在投影平面上的投影距离，且所述第一投影距离、所述第二投影距离和所述第三投影距离三者分别对应的两个顶点所属的电池角包括至少两个不同的电池角；

计算模块，用于根据所述第一预设角度、所述第二预设角度、所述第三预设角度、所述第一投影距离、所述第二投影距离、所述第三投影距离以及所述正极片和负极片的几何尺寸计算得出所述正极片和所述负极片之间相对位置。

10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述光学测量模块包括：发射单元，用于发射出X射线以投影所述正极片和负极片；

接收单元，用于接收所述正极片和所述负极片之间任意相邻的两个顶点的投影；

计算单元，用于计算所述两个顶点在投影平面上的投影距离。