CN111024008B - 一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法及检测装置。叠片型储能器件包括层叠且相互错位的正极片和负极片，检测方法包括：确定成像角的范围；在成像角的范围内设定测试成像角，并照射正极片和负极片得到测试投影值；根据测试成像角还有正极片和负极片的错位值范围确定投影值范围；判读测试投影值是否在投影值范围内。本申请的检测方法能够对错位值进行准确地测量。

Description

一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法及检测装置

技术领域

本申请涉及尺寸测试领域，尤其涉及一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法及检测装置。

背景技术

近年来锂离子电池、超级电容器在各种储能场景中得到广泛应用，特别是锂离子电池近年来取得快速和迅猛的发展，在3C、无人机、智能穿戴、移动电源、电动汽车、电动自行车等方面都有大量的应用。

锂离子电池、超级电容器按其组装方式可以分为卷绕型和层叠型、或称为叠片型。层叠型由于能量密度高、功率特性好，组装后的电芯或超级电容器极片平整、相互平行，不存在圆弧区域，因此充放电后不容易变形，循环寿命高。因为层叠型的这些优点，使得层叠型结构在大体积、高能量密度领域中应用越来越广泛，例如电动汽车用锂离子电池。

对于锂离子电池而言，无论是卷绕型还是层叠型均要求负极极片活性材料区域可以完全覆盖正极极片活性材料，否则将造成锂离子电池析锂，并可能导致电池内短路，然后起火燃烧。大尺寸的层叠型例子电池主要用于电动汽车等方面，2018年中国新能源汽车销售98.5万辆，其中大部分是采用的锂离子电池；电动汽车的燃烧、起火类安全问题，一直是汽车厂家、电池厂家、用户、新闻媒体重点关注问题，因此，确保锂离子电池的尺寸符合上述的负极覆盖正极要求的重要性是不言而喻的。对超级电容器而言，设计用于发挥容量的一极，如果未能被另一极覆盖，虽然不会造成锂离子电池这类安全问题，但也会影响容量发挥。

因此迫切的需要检测出正负极片的错位值，以判断出叠片型储能器件是否符合生产要求。

发明内容

鉴于背景技术存在的问题，有必要开发一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法及检测装置。

本申请实施例提供的一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法，叠片型储能器件包括层叠且相互错位的正极片和负极片，检测方法包括：确定成像角的范围；在成像角的范围内设定测试成像角，并照射正极片和负极片得到测试投影值；根据测试成像角还有正极片和负极片的错位值范围确定投影值范围；判读测试投影值是否在投影值范围内。

本申请实施例提供的一种检测装置，检测装置包括存储器、照射器和处理器，存储器和照射器分别与处理器电性连接，存储器用于存储数据，照射器用于发射测试光，处理器用于在执行后实现以下步骤：确定成像角的范围；在成像角的范围内设定测试成像角，并控制照射器照射正极片和负极片得到测试投影值；根据测试成像角还有正极片和负极片的错位值范围确定投影值范围；判读测试投影值是否在投影值范围内。

本申请的有益效果：本申请首先确定成像角的范围，然后在成像角的范围内设定测试成像角，并照射正极片和负极片得到测试投影值，从而确保测试成像角和测试投影值的合理性。最后根据测试成像角以及正极片和负极片的错位值范围确定投影值范围，从而判读测试投影值是否在投影值范围内，就可以准确判断出正极片和负极片的错位值是否符合要求。

附图说明

在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例式的结构来获得其他实施例的附图。

图1是本申请提供的叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法的一实施例的流程示意图；

图2是本申请提供的叠片型储能器件的一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的图2中B区域的局部放大示意图；

图4是本申请提供的叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法的另一实施例的流程示意图；

图5是本申请提供的叠片型储能器件的另一实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的测试装置的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应所述被解释为对本申请的限制。

在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、

“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”、以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地等等”)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。

如本文中所使用，术语“约”、“大体上”、“实质”以及“相近”用以描述及说明小的变化。当与时间或情形结合使用时，所述术语可指代其中时间或情形精确发生的例子以及其中时间或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。

再者，为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图中的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等等不意欲描述对应组件。

在本申请中，除非特别指定或限定之外，“设置”、“连接”、“固定”以及类似的用词在使用上是广泛地，而且本领域技术人员可根据具体的情况以理解上述的用词可以是，比如，固定连接、可拆式连接或集成连接；其也可以是机械式连接或点连接；企业可以是直接连接或通过中介结构的简介连接；也可以是两个组件的内部通讯。

请参阅图1至图3，图1是本申请提供的叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法的一实施例的流程示意图，图2是本申请提供的叠片型储能器件的一实施例的结构示意图，图3是本申请提供的图2中B区域的局部放大示意图。

本申请的储能器件包括层叠且相互错位的正极片10和负极片20，值得注意的是正极片10和负极片20在完全理想的情况下，重叠率越高越好，但是在实际生产和装配的过程中，正极片10和负极片20始终会出现错位的情况，因此需要对正极片10和负极片20的错位情况进行检测，以保证正极片10和负极片20的重叠率符合要求。

S101：确定成像角的范围。

照射器300可以发射X射线作为检测光，检测光可以以任意角度出射，在本申请中以检测光与水平方向所成的夹角为成像角。成像角需要满足检测光分别与正极片10和负极片20的接触边界始终不变，且分别与正极片10和负极片20的接触点是唯一的，从而确保每一正极片10和负极片20关于接触点在长度方向和宽度方向上的错位值是固定的，进而通过测试光在每一正极片10和负极片20上的投影值就可以直接判断出正极片10和负极片20的错位值是否符合要求。

影响成像角的范围至少受到下列因素影响，1：正极片10和负极片20的形状，为了避免正极片10和负极片20的顶角刺破保护膜造成短路，正极片10和负极片20会做倒圆角或者圆角加直角(如图3所示)；2：电芯的形状，正极片10上会设置正极耳，负极片20上会设置负极耳；3：照射器300因素，因为照射器300结构和尺寸的原因只能发出特定角度的检测光；4：清晰度要求，照射器300在特定角度上发射的检测光投影到正极片10和负极片20才是清晰的。对上述各个因素下的成像角范围做交集运算即可确定成像角范围。

因此，确定成像角的范围可以包括如下步骤：1选定特征点；2当成像角在α1和α2之间时才能保证特征点为成像的边界点，则成像角的范围为[α1，α2]。

S102：在成像角的范围内设定测试成像角，并照射正极片10和负极片20得到测试投影值。

在步骤S101确定的成像角范围中选取任一角度值作为测试成像角，并照射正极片10和负极片20得到测试投影值。

S103：根据测试成像角以及正极片10和负极片20的错位值范围确定投影值范围。

每一种储能器件对正极片10和负极片20的错位值都有各自不同的要求，投影值可以间接反映错位值的实际情况。因此可以根据测试成像角还有正极片10和负极片20的错位值范围确定投影值范围，反过来只需要通过投影值就可以判断出正极片10和负极片20的错位值是否符合要求。

获得投影值范围可以包括如下步骤：获取测试成像角为β、正极片10和负极片20在宽度方向的错位值范围为mx、正极片10和负极片20在长度方向的错位值范围为my；根据公式Pbf＝mx·sinβ+my·cosβ，获得投影值Pbf的范围。

S104：判读测试投影值是否在投影值范围内。

判读测试投影值是否在投影值范围内，如果测试投影值在投影值范围内，则可以判断目前正极片10和负极片20的错位值符合要求；如果测试投影值不在投影值范围内，则可以判断目前正极片10和负极片20的错位值不符合要求。

为使本领域的技术人员对本实施例的技术方案有进一步的认识，本发明人将以具体的数据进行讲解说明，但是不对本申请构成任何限定。

1：以电芯顶角BF为例，定义成像角为X射线与EF边所成的锐角，根据电芯和极片形状，当成像角＞62°时，X射线与极片成像的边界为正负极片20的唯一点，且不会受到电芯外露的极耳投影的影响；由此选择(62°，90°)为顶角BF可选的成像角范围，本实例选用65°和75°分别作为顶角BF的两次成像角。

同理，得到电芯顶角AE可选成像角范围(50°，90°)，本例选择60°和70°分别作为顶角AE的两次成像角；电芯顶角CG和DH可选成像角范围为(0°，90°)，本例选择30°和45°，分别为顶角CG和DH的两次成像角。

2：以选定的测试成像角照射，得到测试投影值。

3：根据Pbf＝mx·sinβ+my·cosβ可得Pbf允许区间为：

4：通过步骤2所得到的表格数据与步骤3所得到的表格数据做对比可知本申请的正极片10和负极片20的错位值是符合要求的。值得注意的是，上述对每个顶角分别举例两个测试成像角进行说明讲解，在一般情况下，每个顶角只需要通过一个测试成像角就可以对正极片10和负极片20的错位值进行判定。

请参阅图2至图5，图4是本申请提供的叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法的另一实施例的流程示意图，图5是本申请提供的叠片型储能器件的另一实施例的结构示意图。

S201：确定成像角的范围。

照射器300可以发射X射线作为检测光，检测光可以以任意角度出射，在本申请中以检测光与水平方向所成的夹角为成像角。成像角需要满足检测光分别与正极片10和负极片20的接触边界始终不变，且分别与正极片10和负极片20的接触点是唯一的，从而确保每一正极片10和负极片20关于接触点在长度方向和宽度方向上的错位值是固定的，进而通过测试光在每一正极片10和负极片20上的投影值就可以直接判断出正极片10和负极片20的错位值是否符合要求。

影响成像角的范围至少受到下列因素影响，1：正极片10和负极片20的形状，为了避免正极片10和负极片20的顶角刺破保护膜造成短路，正极片10和负极片20会做倒圆角或者圆角加直角(如图3所示)；2：电芯的形状，正极片10上会设置正极耳，负极片20上会设置负极耳；3：照射器300因素，因为照射器300结构和尺寸的原因只能发出特定角度的检测光；4：清晰度要求，照射器300在特定角度上发射的检测光投影到正极片10和负极片20才是清晰的。对上述各个因素下的成像角范围做交集运算即可确定成像角范围。

因此，确定成像角的范围可以包括如下步骤：1选定特征点；2当成像角在α1和α2之间时才能保证特征点为成像的边界点，则成像角的范围为[α1，α2]。

S202：在成像角的范围内设定至少两个测试成像角β，并依次照射正极片10和负极片20以得到至少两个测试投影值Pbf。

在步骤S101确定的成像角范围中选取任意至少两个角度值作为测试成像角，并依次照射正极片10和负极片20得到至少两个测试投影值Pbf。

S203：根据公式Pbf＝mx·sinβ+my·cosβ，准确得到正极片10和负极片20在宽度方向的错位值mx、正极片10和负极片20在长度方向的错位值my。

以测试成像角β1和β2为例进行讲解，对应的测试投影值为Pbf1和Pbf2。带入公式：Pbf1＝mx·sinβ1+my·cosβ1；Pbf2＝mx·sinβ2+my·cosβ2。从而可以准确得到正极片10和负极片20在宽度方向的错位值mx、正极片10和负极片20在长度方向的错位值my。发明人在准确得到错位值后可以有方向性的调节生产设备，以减小错位值。

对每个顶角实施步骤S202和步骤S203，从而可以准确得到每个顶角附近的正极片10和负极片20的错位值。

当然，在准确得到正极片10和负极片20的三个角度区域的错位值之后，根据公式nx+px＝mx+ox；ny+py＝my+oy，剩余一个角度上的错位值等于对角错位值之和与相邻一角的错位值作差。

S204：根据测试成像角还有正极片10和负极片20的错位值范围确定投影值范围。

每一种储能器件对正极片10和负极片20的错位值都有各自不同的要求，投影值可以间接反映错位值的实际情况。因此可以根据测试成像角还有正极片10和负极片20的错位值范围确定投影值范围，反过来只需要通过投影值就可以判断出正极片10和负极片20的错位值是否符合要求。

获得投影值范围可以包括如下步骤：获取测试成像角为β、正极片10和负极片20在宽度方向的错位值范围为mx、正极片10和负极片20在长度方向的错位值范围为my；根据公式Pbf＝mx·sinβ+my·cosβ，获得投影值Pbf的范围。

S205：判读测试投影值是否在投影值范围内。

判读测试投影值是否在投影值范围内，如果测试投影值在投影值范围内，则可以判断目前正极片10和负极片20的错位值符合要求；如果测试投影值不在投影值范围内，则可以判断目前正极片10和负极片20的错位值不符合要求。

为使本领域的技术人员对本实施例的技术方案有进一步的认识，本发明人将以具体的数据进行讲解说明，但是不对本申请构成任何限定。

1：以电芯顶角BF为例，定义成像角为X射线与EF边所成的锐角，根据电芯和极片形状，当成像角＞62°时，X射线与极片成像的边界为正负极片20的唯一点，且不会受到电芯外露的极耳投影的影响；由此选择(62°，90°)为顶角BF可选的成像角范围，本实例选用65°和75°分别作为顶角BF的两次成像角。

同理，得到电芯顶角AE可选成像角范围(50°，90°)，本例选择60°和70°分别作为顶角AE的两次成像角；电芯顶角CG和DH可选成像角范围为(0°，90°)，本例选择30°和45°，分别为顶角CG和DH的两次成像角。

2：以选定的测试成像角照射，得到测试投影值。

3：根据公式Pbf＝mx·sinβ+my·cosβ，准确得到正极片10和负极片20在宽度方向的错位值mx、正极片10和负极片20在长度方向的错位值my。

当然，在准确得到正极片10和负极片20的三个角度区域的错位值之后，根据公式nx+px＝mx+ox；ny+py＝my+oy，剩余一个角度上的错位值等于对角错位值之和与相邻一角的错位值作差。

4：根据Pbf＝mx·sinβ+my·cosβ可得Pbf允许区间为：

5：通过步骤2所得到的表格数据与步骤4所得到的表格数据做对比可知本申请的正极片10和负极片20的错位值是符合要求的。值得注意的是，上述对每个顶角分别举例两个测试成像角进行说明讲解，在一般情况下，每个顶角只需要通过一个测试成像角就可以对正极片10和负极片20的错位值进行判定。

请参阅图6，图6是本申请提供的测试装置的一实施例的结构示意图。

检测装置1000包括存储器200、照射器300和处理器100，存储器200和照射器300分别与处理器100电性连接，存储器200用于存储数据，照射器300用于发射测试光，处理器100用于在执行后实现上述任一实施例的测试方法步骤。

本申请的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员人可能基于本申请的教示及揭示二作种种不背离本申请精神的替换及修饰。因此，本申请的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本申请的替换及修改，并未本申请的权利要求书所涵盖。

Claims (8)

1.一种叠片型储能器件的错位尺寸的检测方法，其特征在于，所述叠片型储能器件包括层叠且相互错位的正极片和负极片，所述检测方法包括：

确定成像角的范围，所述成像角需要满足检测光分别与所述正极片和所述负极片的接触边界始终不变，且分别与所述正极片和所述负极片的接触点是唯一的，从而确保每一所述正极片和所述负极片关于接触点在长度方向和宽度方向上的错位值是固定的；

在所述成像角的范围内设定测试成像角，并照射所述正极片和所述负极片的接触点得到测试投影值，所述正极片的接触点和所述负极片的接触点在与检测光垂直的方向上的距离为所述测试投影值；

获取所述测试成像角为β、所述正极片和所述负极片的接触点在宽度方向的错位值范围为mx、所述正极片和所述负极片的接触点在长度方向的错位值范围为my；

根据公式Pbf = mx·sinβ+ my·cosβ，获得投影值Pbf的范围，在所述成像角的范围内，每一所述成像角都有检测光对所述正极片的接触点和所述负极片的接触点进行照射，所述正极片的接触点和所述负极片的接触点在与检测光垂直的方向上的距离为对应的所述投影值Pbf；

判读所述测试投影值是否在所述投影值范围内。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述确定成像角的范围的步骤，包括：

选定特征点；当成像角在α1和α2之间时才能保证所述特征点为成像的边界点，则成像角的范围为[α1，α2]。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

在所述成像角的范围内设定测试成像角，并照射所述正极片和所述负极片得到测试投影值的步骤，包括：在所述成像角的范围内设定至少两个测试成像角β，并依次照射所述正极片和所述负极片以得到至少两个测试投影值Pbf；

得到所述至少两个测试投影值的步骤之后，包括：根据公式Pbf = mx·sinβ+ my·cosβ，准确得到所述正极片和所述负极片在宽度方向的错位值mx、所述正极片和所述负极片在长度方向的错位值my。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述正极片为方形，所述负极片为方形；重复上述步骤，在准确得到所述正极片和所述负极片的三个角度区域的错位值的步骤后，包括：剩余一个角度上的错位值等于对角错位值之和与相邻一角的错位值作差。

5.一种检测装置，其特征在于，所述检测装置用于检测叠片型储能器件的错位尺寸，所述叠片型储能器件包括层叠且相互错位的正极片和负极片，所述检测装置包括存储器、照射器和处理器，所述存储器和所述照射器分别与所述处理器电性连接，所述存储器用于存储数据，所述照射器用于发射测试光，所述处理器用于在执行后实现以下步骤：

确定成像角的范围，所述成像角需要满足检测光分别与所述正极片和所述负极片的接触边界始终不变，且分别与所述正极片和所述负极片的接触点是唯一的，从而确保每一所述正极片和所述负极片关于接触点在长度方向和宽度方向上的错位值是固定的；

在所述成像角的范围内设定测试成像角，并控制所述照射器照射所述正极片和所述负极片的接触点得到测试投影值，所述正极片的接触点和所述负极片的接触点在与检测光垂直的方向上的距离为所述测试投影值；

获取所述测试成像角为β、所述正极片和所述负极片的接触点在宽度方向的错位值范围为mx、所述正极片和所述负极片的接触点在长度方向的错位值范围为my；

根据公式Pbf = mx·sinβ+ my·cosβ，获得所述投影值Pbf的范围，在所述成像角的范围内，每一所述成像角都有检测光对所述正极片的接触点和所述负极片的接触点进行照射，所述正极片的接触点和所述负极片的接触点在与检测光垂直的方向上的距离为对应的所述投影值Pbf；

判读所述测试投影值是否在所述投影值范围内。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述确定成像角的范围的步骤，包括：

选定特征点；当成像角在α1和α2之间时才能保证所述特征点为成像的边界点，则成像角的范围为[α1，α2]。

7.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，

在所述成像角的范围内设定测试成像角，并控制所述照射器照射所述正极片和所述负极片得到测试投影值的步骤，包括：在所述成像角的范围内设定至少两个测试成像角β，并控制所述照射器依次照射所述正极片和所述负极片以得到至少两个测试投影值Pbf；

得到所述至少两个测试投影值的步骤之后，包括：根据公式Pbf = mx•sinβ+ my•cosβ，准确得到所述正极片和所述负极片在宽度方向的错位值mx、所述正极片和所述负极片在长度方向的错位值my。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述正极片为方形，所述负极片为方形；所述处理器重复上述步骤，在执行准确得到所述正极片和所述负极片的三个角度区域的错位值的步骤后，所述处理器还执行的步骤包括：剩余一个角度上的错位值等于对角错位值之和与相邻一角的错位值作差。

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