CN114088771A - 检测极耳质量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测极耳质量的方法和装置，包括：设置第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈；向激励线圈施加激励信号；分别检测第一感应线圈在激励信号下产生的第一感应信号、和第二感应线圈在激励信号下产生的第二感应信号；根据第一感应信号和第二感应信号，判断被测极耳的质量是否合格。利用电磁波对非铁磁性物质穿透能力强弱的核心理论，将被测极耳和参考极耳进行比较，相较于直接将感应信号与标准值比较，其通过设置参考极耳和第二感应线圈，避免信号漂移、环境干扰等造成的误检、漏检，能便捷快速、准确性高的判定被测耳的质量。

Description

检测极耳质量的方法和装置

技术领域

本发明涉及电池装配技术领域，特别是涉及一种锂电池中极耳质量的检验检测技术。

背景技术

极耳是锂离子聚合物电池的一种原材料，生活中常见的手机电池、笔记本电池及电动汽车电池等都需要用到极耳。正极极耳一般由铝箔制成，负极极耳则一般采用铜箔制成，无论哪种材质，其质地都较软，在叠片卷绕过程或者周转运输过程中容易发生确实、部分翻折、整体翻折等缺陷，更为严重的甚至出现正极极耳翻折后接触负极片，负极极耳翻折后接触正极片，从而导致电池内部出现短路、阻抗增大，容量降低等现象，最终影响电池性能、甚至失控着火。

现有技术中检测极耳质量是否正常合格的方法一般有：1、人工方式；2、Hi-pot方式；3、图像识别方式。第一种人工方式，通过人眼目测外观、拆解目测内部、手动测量厚度等，不仅效率低下而且容易发生漏检、误检；第二种Hi-pot方式，通过施加电压对电芯阻值进行检测，侧面反应极耳质量，较人工方式，效率有所提高，但是其只对翻折到隔膜上的极耳翻折检出率高，而对翻折进自身层内的极耳难以辨识，容易造成漏检；第三种图像识别方式，尽管效率和准确度都有所提升，但是不仅结构复杂，需要图像检测等设备，成本高，而且要对图像进行处理等步骤，分析繁琐，运算复杂。

因此，如何提供一种简单高效、准确度高的极耳质量检测方法，是目前极耳生产应用过程中一个亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述至少一个技术问题，本发明提供一种检测极耳质量的方法，包括：

S1：设置第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈；

S2：向所述激励线圈施加激励信号；

S3：分别检测所述第一感应线圈在所述激励信号下产生的第一感应信号、和所述第二感应线圈在所述激励信号下产生的第二感应信号；

S4：根据所述第一感应信号和所述第二感应信号，判断所述被测极耳的质量是否合格。

进一步地，步骤S4，包括：

S41：根据所述第二感应信号，生成所述被测极耳的设定范围；

S42：判断所述第一感应信号是否在设定范围；

S43：若所述第一感应信号在设定范围，，则判定所述被测极耳的质量合格；

S44：若所述第一感应信号不在设定范围，则判定所述被测极耳的质量不合格。

进一步地，所述方法还包括：

S5：在判定所述被测极耳的质量不合格时，根据所述第一感应信号和所述第二感应信号，判断所述被测极耳的不合格类型。

进一步地，步骤S5，包括：

S51：判断所述第一感应信号是否大于所述第二感应信号；

S52：若所述第一感应信号大于所述第二感应信号，则判定所述被测极耳的检测位置存在缺失或因翻折而变薄的缺陷；

S53：若所述第一感应信号不大于所述第二感应信号，则判定所述被测极耳的检测位置存在因翻折而变厚的缺陷。

进一步地，所述方法还包括：

S6：在判定所述被测极耳的检测位置存在因翻折而变薄或因翻折而变厚的缺陷时，根据所述第一感应信号和所述第二感应信号判断所述被测极耳的翻折层数。

另一方面，本发明还提供一种检测极耳质量的装置，包括：激励模块、检测模块和控制模块；所述检测模块，包括第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈；

所述激励模块，与所述检测模块连接，用于向所述激励线圈施加激励信号；

所述控制模块，与所述检测模块连接，用于检测所述第一感应线圈在所述激励信号下产生的第一感应信号、和所述第二感应线圈在所述激励信号下产生的第二感应信号；并根据所述第一感应信号和所述第二感应信号，判断所述被测极耳的质量是否合格。

进一步地，所述被测极耳和所述参考极耳，相对于所述激励线圈对称设置；所述第一感应线圈和所述第二感应线圈，相对于所述激励线圈对称设置。

进一步地，所述第一感应线圈、所述激励线圈和所述第二感应线圈同轴设置。

进一步地，所述装置还包括底座；所述检测模块，设置在所述底座上；其中，所述第一感应线圈可滑动的设置在所述底座上。

进一步地，所述装置用于执行上述任意的检测极耳质量的方法。

附图说明

图1为本发明检测极耳质量的方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明检测极耳质量的方法的步骤S4的一个实施例的流程图；

图3为本发明检测极耳质量的方法的另一个实施例的流程图；

图4为本发明检测极耳质量的方法的步骤S5的一个实施例的流程图；

图5为本发明检测极耳质量的方法的另一个实施例的流程图；

图6为本发明检测极耳质量的装置的一个实施例的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种检测极耳质量的方法，包括：

S1：设置第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈；具体的，第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈，可选但不仅限于按顺序依次设置。更为具体的，参考极耳可选但不仅限于根据被测极耳的实际情况(如材质、厚度、极片层数等)，选定理想状态下与被测极耳同样的极耳作为参考极耳。更为具体的，在被测极耳和参考极耳的两侧分别设置一组或多组激励线圈和感应线圈，以检测被测极耳的不同位置(尤其是被测极耳面积较大时)的质量情况，以具体判断被测极耳的哪个相应位置是否存在缺陷。更为具体的，该激励线圈和激励模块，可选但不仅限于为被测极耳和参考极耳各分配一组，或共用同一组。考虑节约组件、降低制作成本以及确保为被测极耳和参考极耳提供相同大小的激励信号，该激励线圈和激励模块，优选为让被测极耳和参考极耳共用一组。更为具体的，激励线圈、第一感应线圈和第二感应线圈，可选但不仅限于同轴设置，以减小误差，保障检测结果的准确性。更为优选的，被测极耳和参考极耳，相对于激励线圈对称设置；第一感应线圈和第二感应线圈，相对于激励线圈对称设置，以进一步降低后续的检测误差。更为具体的，激励线圈和感应线圈可选但不仅限于设置在底座上，分别通过电气连接件与激励模块和控制模块连接。更为优选的，该激励模块和控制模块，可选但不仅限于为信号处理仪，一方面用于对激励线圈施加激励信号，另一方面用于处理感应线圈产生的感应信号，据此分析判断，得到质量合格与否的结果。

S2：向激励线圈施加激励信号；具体的，可选但不仅限于采用激励模块对激励线圈施加一定频率和电流的激励信号。该激励模块的具体类型、激励信号的频率、电流等参数可由本领域技术人员根据极耳厚度等实际情况而自由设定。

S3：分别检测第一感应线圈在激励信号下产生的第一感应信号、和第二感应线圈在激励信号下产生的第二感应信号；具体的，可选但不仅限采用信号处理仪等设备，检测第一感应信号和第二感应信号的电压、电流等，以表征感应信号的大小，或进一步通过该感应信号的大小，分析表征极耳的特征参数(如厚度等)。

S4：根据第一感应信号和第二感应信号，判断被测极耳的质量是否合格。具体的，利用电磁波对非磁铁物质穿透能力的强弱，通过感应信号的大小反映极耳的实际形状，来判断被测极耳的质量是否合格。

在该实施例中，其利用电磁波对非铁磁性物质穿透能力强弱的核心理论，给出了比较激励信号通过激励线圈、被测极耳/参考极耳，在第一感应线圈/第二感应线圈处产生的第一感应信号/第二感应信号大小，判断被测极耳质量的新型方式。相较于直接将感应信号与标准值比较，其通过设置参考极耳和第二感应线圈，避免信号漂移、环境干扰等造成的误检、漏检。尤其是，当被测极耳和参考极耳共用一组激励信号和激励模块时，只要选用的参考极耳合适，一方面基础误差很小；另一方面可以将二者信号直接进行大小比较，无需做进一步处理分析；因此能便捷快速、准确性高的判定被测极耳的质量。相较于现有技术的人工方式，一方面很大程度上避免了人工参与导致的误检、漏检，另一方面提高了检测效率，可快速准确的检测极耳的质量是否合格；相较于Hi-pot方式，其检测范围全面，能够检测任何形式的缺陷；相对于图像识别方式，其成本低廉、分析简单。因此，本发明检测极耳质量的方法，是一种简单高效、准确度更高的方法。

具体的，如图2所示，步骤S4，可选但不仅限于包括：

S41：根据第二感应信号，生成被测极耳的设定范围；

S42：判断第一感应信号是否在设定范围；

S43：若第一感应信号在设定范围，则判定被测极耳的质量合格；

S44：若第一感应信号不在设定范围，则判定被测极耳的质量不合格。

此处，给出了步骤S4，如何根据第一感应信号和第二感应信号，判断被测极耳的质量是否合格的具体实施例。具体的，还可选但不仅限于为：计算第一感应信号与第二感应信号的差值；判断差值的绝对值是否小于设定阈值；若差值的绝对值小于设定阈值，则判定被测极耳的质量合格；若差值的绝对值不小于设定阈值，则判定被测极耳的质量不合格。将二者的差值与设定的可接受阈值空间比较，只有在差值在可接受范围内时，才判定被测极耳的质量合格。该差值，可选但不仅限于因检测精度误差、电磁波干扰等非理想因素而产生。该判断标准相对灵活松动，能够避免误检，将没有缺失、翻折的被测极耳，因检测精度误差、电磁波干扰等而认定为质量不合格产品。值得注意的，使用该差值与设定阈值比较，以判定被测极耳的质量是否合格，仅为示例说明。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于将第一感应信号和第二感应信号相除，将商与1进行比较，若在设定范围内，则判定被测极耳的质量合格；若不在设定范围内，则判定被测极耳的质量不合格。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于对第一感应信号和第二感应信号进行处理之后再做比较，等等。

优选的，如图3所示，本发明检测极耳质量的方法，还包括：S5：在判定被测极耳的质量不合格时，进一步根据第一感应信号和第二感应信号，判断被测极耳的不合格类型。

具体的，如图4所示，步骤S5，可选但仅限于包括：

S51：判断第一感应信号是否大于第二感应信号；

S52：若第一感应信号大于第二感应信号，则判定被测极耳的检测位置存在缺失或因翻折而变薄的缺陷；

S53：若第一感应信号不大于第二感应信号，则判定被测极耳的检测位置存在因翻折而变厚的缺陷。

在该实施例中，给本发明检测极耳质量的方法增设步骤S5，在判定极耳质量不合格情况下，进一步判断其不合格类型，以进一步了解该不合格极耳的具体缺陷种类，以在检测后为工作人员的检修提供依据。具体的，其理论依据是利用电磁波对非铁磁性物质的穿透能力，当极耳的检测位置因缺失或翻折而变薄时，对电磁感应的影响较小，使得感应线圈内产生的感应信号(感应电流、感应电压)较大，即实际第一感应信号将大于正常情况下(参考极耳)的第二感应信号，使得差值大于0；当极耳的检测位置因翻折而变厚时，对电磁感应的影响较大，感应线圈内产生的感应信号(感应电流、感应电压)较小，即实际第一感应信号将小于正常情况下(参考极耳)的第二感应信号，使得差值小于0。

具体的，如图5所示，本发明检测极耳质量的方法，还包括：S6：在判定被测极耳的检测位置存在因翻折而变薄或因翻折而变厚的缺陷时，根据第一感应信号和第二感应信号，判断被测极耳的翻折层数。更为具体的，可选但不仅限于预先存储或设定各层数(如一层、两层、三层……)极片在同等激励信号下，感应线圈端产生的感应信号大小，再通过查找表等形式，判定被测极耳的翻折层数。

另一方面，如图6所示，本发明还提供一种检测极耳质量的装置，包括激励模块100、检测模块200和控制模块300。其中，检测模块200，包括第一感应线圈210、被测极耳220、激励线圈230、参考极耳242和第二感应线圈250。激励模块100，与检测模块200连接，用于向激励线圈230施加激励信号；控制模块300，与检测模块200连接，用于检测第一感应线圈210在激励信号下产生的第一感应信号、和第二感应线圈250在激励信号下产生的第二感应信号；并根据第一感应信号和第二感应信号，判断被测极耳的质量是否合格。值得注意的，各模块之间可选但不仅限于采用电气连接件进行电连接、或磁感应进行磁连接等。更值得注意的，各模块仅为功能划分，并不对其具体的物理结构作任何限定。示例的，激励模块100、控制模块300，可选但不仅限于采用一台信号处理仪实现，一方面用于对激励线圈施加激励信号，另一方面用于处理感应线圈产生的感应信号，作后续判断。

具体的，被测极耳220和参考极耳240，可选但不仅限于相对于激励线圈230对称设置；第一感应线圈210和第二感应线圈250，可选但不仅限于相对于激励线圈230对称设置。更位具体的，第一感应线圈210、激励线圈230和第二感应线圈250，可选但不仅限于同轴设置。以进一步降低相对误差，提高检测精准度。

更为具体的，该检测极耳质量的装置，还可选但不仅限于包括底座；检测模块200，固定设置在底座上；其中，第一感应线圈210可滑动的设置在底座上。具体的，通过滑轨、滑槽或者卡扣等机械方式实现滑动功能，以活动移位第一感应线圈210，方便快捷的更换被测极耳，提高检测效率。更为优选的，为适应不同材质、厚度等的被测极耳，第二感应线圈250，可选的也可滑动的设置在底座上，以更换参考极耳，适应性匹配不同的被测极耳，提高该装置的适用范围。

上述检测极耳质量的装置与上述检测极耳质量的方法对应，其技术特征的组合、技术作用和有益效果在此不再赘述(尤其是控制模块300的内部结构和功能，用于执行上述任意的方法步骤，相应具体其模块单元)，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种检测极耳质量的方法，其特征在于，包括：

S1：设置第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈；

S2：向所述激励线圈施加激励信号；

S3：分别检测所述第一感应线圈在所述激励信号下产生的第一感应信号、和所述第二感应线圈在所述激励信号下产生的第二感应信号；

S4：根据所述第一感应信号和所述第二感应信号，判断所述被测极耳的质量是否合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4，包括：

S41：根据所述第二感应信号，生成所述被测极耳的设定范围；

S42：判断所述第一感应信号是否在设定范围；

S43：若所述第一感应信号在设定范围，则判定所述被测极耳的质量合格；

S44：若所述第一感应信号不在设定范围，则判定所述被测极耳的质量不合格。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

S5：在判定所述被测极耳的质量不合格时，根据所述第一感应信号和所述第二感应信号，判断所述被测极耳的不合格类型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S5，包括：

S51：判断所述第一感应信号是否大于所述第二感应信号；

S52：若所述第一感应信号大于所述第二感应信号，则判定所述被测极耳的检测位置存在缺失或因翻折而变薄的缺陷；

S53：若所述第一感应信号不大于所述第二感应信号，则判定所述被测极耳的检测位置存在因翻折而变厚的缺陷。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

S6：在判定所述被测极耳的检测位置存在因翻折而变薄或因翻折而变厚的缺陷时，根据所述第一感应信号和所述第二感应信号判断所述被测极耳的翻折层数。

6.一种检测极耳质量的装置，其特征在于，包括：激励模块、检测模块和控制模块；所述检测模块，包括第一感应线圈、被测极耳、激励线圈、参考极耳和第二感应线圈；

所述激励模块，与所述检测模块连接，用于向所述激励线圈施加激励信号；

所述控制模块，与所述检测模块连接，用于检测所述第一感应线圈在所述激励信号下产生的第一感应信号、和所述第二感应线圈在所述激励信号下产生的第二感应信号；并根据所述第一感应信号和所述第二感应信号，判断所述被测极耳的质量是否合格。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述被测极耳和所述参考极耳，相对于所述激励线圈对称设置；所述第一感应线圈和所述第二感应线圈，相对于所述激励线圈对称设置。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一感应线圈、所述激励线圈和所述第二感应线圈同轴设置。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括底座；所述检测模块，设置在所述底座上；其中，所述第一感应线圈可滑动的设置在所述底座上。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于执行权利要求1-5任意一项所述的检测极耳质量的方法。

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