CN109752386A - 锂电池卷芯极耳的检测装置及锂电池生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池生产检测领域，公开了一种锂电池卷芯极耳的检测装置及锂电池生产线，其中机架(1)上安装有用于将水平极耳(5)弯折的调节机构(2)，调节机构(2)包括用于弯折极耳(5)的弯折板(3)，检测时，极耳(5)与弯折板(3)抵触发生弯折后相邻极耳(5)片外端之间的间隙变大，弯折板(3)包括有透明板(4)，检测时，极耳(5)抵触在透明板(4)上。通过将极耳弯曲增大端部的间距使视觉系统能够使用在检测极耳上，大大提高了检测的工作效率，节约了人力，减小了的劳动强度，同时便于自动化的实施。

Description

锂电池卷芯极耳的检测装置及锂电池生产线

技术领域

本发明涉及锂电池检测领域，尤其涉及了锂电池卷芯极耳的检测装置及锂电池生产线。

背景技术

电池因其工作电压高、比能量大、自放电小等突出特点，被广泛用于诸多领域，特别是手机、电子行业。针对锂电池的结构、性能和制造工艺也进行了不断改进。随着锂电池应用的不断发展，汽车工业也逐渐将锂电池用于提供动力。目前，锂电池的结构主要有叠片式和卷绕式。本发明涉及的是卷绕式锂电池。目前卷绕式锂电池的电芯包括正极片、负极片、隔膜、正极耳和负极耳。极耳的类型包括将正、负极耳分别焊接在正、负极片上形成的异体极耳和由极片延伸得到的与极片一体的极耳。

由于极耳分为正极耳和负极耳，而且每个极耳包括较多的极片，所以传统在检测极耳极片数量、以及极片的质量是否出现弯折、是否完整、是否出现破损等)时需要人工检测，具有效率低下，工作强度大等缺陷。

发明内容

本发明根据现有技术中只能够人工检测极耳质量的缺陷，提供了一种锂电池卷芯极耳的检测装置及锂电池生产线。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种锂电池卷芯极耳的检测装置，包括机架，机架上安装有用于将水平极耳弯折的调节机构，调节机构包括用于将极耳弯曲的弯折板，检测时，极耳与弯折板抵触发生弯折后相邻极耳片外端之间的间隙变大，弯折板包括有透明板，检测时，极耳抵触在透明板上，通过增大极片端部之间的间距从而能够使机器视觉获得准确清晰的图像，使自动化检测能够实现。

作为优选，还包括机器视觉系统，机器视觉系统包括相机和光源，光源的光线打在透明板上，检测时，相机采集极耳在透明板上的图像。机器视觉系统通过采集极片端部在透明板上的图像获得每个极片的形状。

作为优选，光源的个数为两个，一个光源位于透明板的上侧，另一个光源位于透明板的下侧，机器视觉系统通过两个光源交替打开采集的图像结合获得各片极耳的质量情况。因为获得极耳的质量情况是通过获得极片外端边线的形状以及数量进行判断的，所以采用上下频闪光源使获得的图像进行合成后获得清晰的极片数量以及每片极片的质量。

作为优选，调节机构包括调节气缸和安装架，调节气缸安装在机架上，弯折板安装在安装架上，检测时，调节气缸带动安装架和弯折板运动与极耳抵触使极耳弯折。利用气缸带动运动的方式具有运动稳定以及便于控制等优点。

作为优选，弯折板为倾斜设置且倾斜角度可调，倾斜设置的弯折板能够保证弯折板在向上运动时，弯折板与极耳抵触，同时在不检测时，弯折板不会对极耳造成干涉。

作为优选，弯折板的个数为两个，两个弯折板之间形成用于放置带有极耳卷芯的盛放区，两个弯折板倾斜放置形成开口向上的倒“八”字型或者开口向下的“八”字型。弯折板设计为两个，从而可以实现同时对正极耳和负极耳同时检测，提高了检测效率，同时倾斜为八字形便于极片弯折自然，不会对极片突然施加较大的弯折力对极片造成伤害。

作为优选，还包括检测时压紧在电池卷芯上的压紧组件，压紧组件用于固定卷芯，压紧组件安装在机架上，压紧组件包括压紧板，压紧板为绝缘板。在进行检测时，压紧组件对电池卷芯进行固定，从而保证在对极耳弯曲时，卷芯能够稳定不会出现晃动现象，保证弯曲过程稳定，从而便于检测。

作为优选，还包括压紧组件，压紧组件用于固定卷芯，压紧组件安装在机架上，压紧组件位于盛放区的正上方，压紧组件包括压紧板，压紧板为绝缘板。压紧板为绝缘板能够保证与卷芯接触安全可靠，不会对卷芯造成伤害。

作为优选，透明板为石英玻璃。石英玻璃具有防刮花的特点，从而保证极片在与透明板接触的过程中不会对透明板造成伤害，使得透明板出现刮痕，造成相机拍照时因为刮痕的出现造成对成像的影响，保证成像的可靠性。

本发明还公开了一种锂电池生产线，包括上述的锂电池卷芯极耳的检测装置。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过将极耳弯曲增大端部的间距使视觉系统能够使用在检测极耳上，大大提高了检测的工作效率，节约了人力，减小了的劳动强度，同时便于自动化的实施。同时检测的使用寿命长，检测安全不会对卷芯造成伤害，而且整个装置便于调整，可以适应不同尺寸的锂电池卷芯。

附图说明

图1是锂电池检测装置的主视图。

图2是检测时弯折板与相机、光源、压紧板和卷芯以及极耳的位置示意图。

图3是图2的局部放大图。

图4是图2的正视图。

图5是图4的局部放大图。

图6是锂电池生产线包括图1的立体结构示意图和传送带。

图7是处理后显示在电脑上的极耳图片，图中相互平行的白线代表极片。

图中的附图标记对应的技术名称为：1—机架、2—调节机构、3—弯折板、4—透明板、5—极耳、6—极片、7—相机、8—光源、9—调节气缸、10—安装架、11—卷芯、12—压紧组件、13—压紧板、14—压紧气缸、15—顶板、16—左底板、17—右底板、18—左支撑板、19—右支撑板、20—传送带。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1至7所示，一种锂电池卷芯极耳的检测装置，包括机架1，机架1上安装有用于将水平极耳5弯折的调节机构2，调节机构2上安装有用于弯折极耳5的弯折板3，检测时，极耳5与弯折板3抵触发生弯折后相邻极耳5片外端之间的间隙变大，弯折板3包括有透明板4，检测时，极耳5抵触在透明板4上。这里的弯折仅仅指不破坏极片6的弯曲，由于极耳5的极片6采用有弹性的金属片，所以极片6具有一定的变形恢复能力，使极片6弯曲的目的仅仅是为了增大相邻极片6端部的间距，在撤去与弯折板3的接触后，极耳5能够恢复水平情况。调节机构2能够带动弯折板3上下运动，使弯折板3与极耳5抵触和分离。透明板4为玻璃板，其中玻璃为石英玻璃，石英玻璃具有防刮花的功能，因为组成极耳5的极片6为薄金属片，所以极片6的端部在与透明板4抵触的时候会出现刮擦，如果透明板4出现刮花会影响相机7的图像采集。

为了实现自动化检测，所以本装置还包括机器视觉系统，机器视觉系统包括相机7和光源8，光源8的光线打在透明板4上，检测时，相机7采集极耳5在透明板4上的图像。相机7安装在机架1上。当检测时，透明板4能够与极耳5抵触，从而极耳5发生弯曲，相邻极片6段部的间距增大，由于板件为透明的玻璃板，所以相机7能够透过透明板4采集到极耳5的图像，由于极片6在强光的照射下会出现反光现象，所以本实施例中申请人采用获得极片6端部的形状来判断极耳5的质量情况，具体的光源8的个数为两个，检测时，一个光源8位于透明板4的上侧，另一个光源8位于透明板4的下侧，机器视觉系统通过两个光源8交替打开采集的图像结合获得各片极耳5的质量情况，获得为极耳5各个极片6端部的形状，采集的图片上为多条直线，每条直线代表一片极片6，处理器通过计算直线的数量以及每根直线的完整情况来判断极耳5的质量。

调节机构2包括调节气缸9和安装架10，调节气缸9安装在机架1上，弯折板3安装在安装架10上，检测时，调节气缸9带动安装架10和弯折板3运动与极耳5抵触使极耳5弯折。还包括检测时压紧在电池卷芯11上的压紧组件12，压紧组件12用于固定卷芯11，压紧组件12安装在机架1上，压紧组件12包括压紧板13，压紧板13为绝缘板，压紧组件12包括与机架1固定连接的压紧气缸14和由压紧气缸14带动的压紧板13，压紧板13为聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板具有绝缘性好，表面光滑等优点，能够保证在固定卷芯11的时候，不会对卷芯11造成影响。

弯折板3的个数为两个，两个弯折板3之间形成用于放置带有极耳5卷芯11的盛放区，两个弯折板3倾斜放置形成开口向上的倒“八”字型。从而实现对两侧极耳5，调节机构2带动弯折板3向上移动时，透明板4与极耳5逐渐接触，由于为开口向上的倒八字型，所以极耳5端部与弯折板3之间的横向距离由上到下逐渐减小，所以极耳5的弯曲幅度逐渐变大，不会对极耳5造成伤害，在撤去弯折板3后，极耳5能够恢复水平形状。

为了清晰的描述本发明的结构特点，本实施例中的机架1包括顶板15、底板和垂直顶板15和底板的支撑板，支撑板的两端固定在顶板15和底板上。底板的个数为两个分为左底板16和右底板17，支撑板的个数为两个分为左支撑板18和右支撑板19，左支撑板18固定在左底板16上，右支撑板19固定在右支撑板19上。左底板16和右底板17上均固定有一个相机7和两个灯源，从而实现对正极耳5和负极耳5的检测。其中调节气缸9安装在顶板15上，调节气缸9位于左支撑板18和右支撑板19之间。调节气缸9和安装架10的个数为两个从而能够适配检测正极耳5和负极耳5，其中调节气缸9和安装架10位于左支撑板18和右支撑板19之间，调节气缸9安装固定在顶板15上。

弯折板3安装在安装架10上，弯折板3的倾斜角度可以进行调节，具体的弯折板与安装架之间通过转动调节弯折板3的倾斜角度。而且支撑板之间的间距也可以进行调节，从而能够使用不同尺寸的卷芯11极耳5检测。

压紧气缸14固定在顶板15上，压紧气缸14的下端设置有水平的压紧板13。

在检测时，卷芯11进入到盛放区，然后压紧气缸14运动压紧在卷芯11上，对卷芯11进行固定，然后调节气缸9带动安装架10向上运动，安装架10上的透明板4与极耳5抵触，极耳5发生弯曲，相邻极片6端部之间的间距变大，然后上侧的灯源打开相机7进行拍照后关闭，然后下侧的灯源打开进行拍照，处理器将拍照得来的两张图片进行整合从而获得极耳5极片6的质量，然后调节气缸9带动安装架10下移使透明板4和极耳5之间脱离接触，然后进行下一个卷芯11极耳5的检测。

实施例2

如图1至图7所示，一种锂电池卷芯极耳的检测装置，与实施例1的区别之处在于，两个弯折板3之间形成开口向下的“八”字型，安装架10的初始位置在上端，当检测时，调节气缸9带动安装架10下移与极耳5抵触。

实施例3

如图1至图7所示，一种锂电池卷芯极耳的检测装置，与实施例1的区别之处在于，本实施例中弯折板3的数量为一个，相应的调节气缸9和安装架10的个数为一个。

实施例4

如图1至图7所示，锂电池生产线，包括实施例1中的锂电池卷芯11极耳5的检测装置，还包括传送带用于进行卷芯11的运输。

实施例5

如图1至图7所示，锂电池生产线，包括实施例2中的锂电池卷芯11极耳5的检测装置，还包括传送带用于进行卷芯11的运输。

实施例6

如图1至图7所示，锂电池生产线，包括实施例3中的锂电池卷芯11极耳5的检测装置，还包括传送带20用于进行卷芯11的运输。

实施例7

本实施例与实施例1的区别之处在于，弯折板3本身的倾斜角度可以调节。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种锂电池卷芯极耳的检测装置，包括机架(1)，其特征在于：机架(1)上安装有用于将水平极耳(5)弯折的调节机构(2)，调节机构(2)包括用于弯折极耳(5)的弯折板(3)，检测时，极耳(5)与弯折板(3)抵触发生弯折后相邻极耳(5)片外端之间的间隙变大，弯折板(3)包括有透明板(4)，检测时，极耳(5)抵触在透明板(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：还包括机器视觉系统，机器视觉系统包括相机(7)和光源(8)，光源(8)的光线打在透明板(4)上，检测时，相机(7)采集极耳(5)在透明板(4)上的图像。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：光源(8)的个数为两个，检测时，一个光源(8)位于透明板(4)的上侧，另一个光源(8)位于透明板(4)的下侧，机器视觉系统通过两个光源(8)交替打开采集的图像结合获得各片极耳(5)的质量情况。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：调节机构(2)包括调节气缸(9)和安装架(10)，调节气缸(9)安装在机架(1)上，弯折板(3)安装在安装架(10)上，检测时，调节气缸(9)带动安装架(10)和弯折板(3)运动与极耳(5)抵触使极耳(5)弯折。

5.根据权利要求所述4的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：弯折板(3)为倾斜设置。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：弯折板(3)的个数为两个，两个弯折板(3)之间形成用于放置带有极耳(5)卷芯(11)的盛放区，两个弯折板(3)倾斜放置形成开口向上的倒“八”字型或者开口向下的“八”字型。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：还包括检测时压紧在电池卷芯(11)上的压紧组件(12)，压紧组件(12)用于固定卷芯(11)，压紧组件(12)安装在机架(1)上，压紧组件(12)包括压紧板(13)，压紧板(13)为绝缘板。

8.根据权利要求6所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：还包括压紧组件(12)，压紧组件(12)用于固定卷芯(11)，压紧组件(12)安装在机架(1)上，压紧组件(12)位于盛放区的正上方，压紧组件(12)包括压紧板(13)，压紧板(13)为绝缘板。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池卷芯极耳的检测装置，其特征在于：透明板(4)为石英玻璃。

10.锂电池生产线，其特征在于：包括权利要求1至9所述的任意一种锂电池卷芯极耳的检测装置。