CN114280371B - 一种锂电池涂布极片质量一致性检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池涂布极片质量一致性检测方法，包括：S1、取涂布后的若干个相同面积的含极耳的极片；S2、从S1中的极片中取两个极片放置在两个绝缘板之间，两个极片间夹着隔膜，电容器的两个探针分别放置在两个极片的极耳区域；S3、电容器对S2设置的两个极片施加设定压力，测量并记录电容值；S4、重复S2和S3，测量完S1中的极片，并依次记录所有的电容值，并将电容值与设定的上下限阀值相比较，若整体的差异程度在该范围内，则判断极片涂布区涂层厚度均匀；若整体的差异程度超出该范围，则极片涂布区涂层厚度不均匀。本发明通过判断电容均匀性来检测极片厚度，能更精准表征极片厚度波动情况，从而高效地反馈极片缺陷问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池极片质量检测技术领域，具体为一种锂电池涂布极片质量一致性检测方法。
背景技术
锂电涂布极片质量随整个电池质量影响极为重大，目前现有技术主要是从重量、厚度、面密度等方面对极片质量一致性进行检测，但上述方法无法反应极片表面涂层厚度分布均匀性。
公开号为CN104155524A的发明专利申请公开了一种锂电池极片质量检测方法；该申请通过检测涂布区电阻的均匀性来检测涂布区的涂层质量，其从面密度的角度来对极片质量一致性进行检测，也无法反应极片表面涂层厚度分布的均匀性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何更精确检测极片表面涂层厚度的波动情况，从而有效反馈极片缺陷问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种锂电池涂布极片质量一致性检测方法，包括如下步骤：
S1、取涂布后的若干个相同面积的含极耳的极片；
S2、从步骤S1中的极片中取两个极片放置在两个绝缘板之间，两个极片间夹着隔膜，电容器的两个探针分别放置在两个极片的极耳区域；
S3、电容器对步骤S2设置的两个极片施加设定压力，测量并记录电容值；
S4、重复步骤S2和步骤S3，测量完步骤1中的极片，并依次记录所有的电容值，并将电容值与设定的上下限阀值相比较，若整体的差异程度在该范围内，则判断极片涂布区涂层厚度均匀；若整体的差异程度超出该范围，则极片涂布区涂层厚度不均匀。
优点：本发明通过判断电容值是否均匀分布来判断涂层厚度是否均匀，能更精准表征极片厚度波动情况，从而高效地反馈极片缺陷问题。
优选地，所述极片的尺寸为50×50mm。
优选地，所述步骤S3的设定压力范围为0.1～0.4Mpa。
优选地，所述步骤S4从整体上判断各电容值之间的差异判别方法至少包括：依据X-MR移动极差稳定性判定准则：
准则一、1％的点远离中心线超过3个标准差；
准则二、至少有连续28％的点位于中心线一侧；
准则三、至少有连续24％的点上升或下降；
准则四、至少有连续56％的点交替上下变化；
准则五、在同一侧，66％的点距离中心线的距离超过两个标准差；
准则六、在同一侧，80％的点距中心线的距离超过一个标准差；
准则七、在任一侧，至少有连续60％的点排列在中心线一个标准差范围内；
准则八、在任一侧，至少有连续32％的点距中心线的距离大于一个标准差；
符合上述八条准则至少一条，则判断稳定性不符合要求，涂层厚度不均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过检测涂布极片的电容均匀性来检测涂布区涂层厚度，从而明确反应极片表面质量，从而高效地反馈极片缺陷问题，为涂布工艺调整提供依据。
(2)通过随机取样，将测量值做正态分布以求取电容值的差异程度，从而判断涂布厚度是否均匀。这种方法采样简单，易操作，正态分布判别的准确率高，而且容易调整质量把控标准。
附图说明
图1为本发明的实施例一的测试结构连接示意图；
图2为本发明的实施例二的整体电容值的Xbar的管制图；
图3为本发明的实施例二的整体电容值的MR的管制图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
参阅图1，本实施例公开了一种锂电池涂布极片质量一致性检测方法，包括如下步骤：
S1、取涂布后的若干个相同面积的含极耳的极片3；
S2、从步骤S1中的极片3中取两个极片3放置在两个绝缘板1之间，同时两个极片3间夹着隔膜2，电容器5的两个探针4分别放置在两个极片3的极耳区域；
S3、电容器5对步骤S2设置的两个极片3施加设定压力，测量并记录电容值；
S4、重复步骤S2和步骤S3，测量完步骤S1中的极片3，将记录的电容值与设定的上下限阀值相比较，若整体的差异程度在该范围内，则判断极片3涂布区涂层厚度均匀；若整体的差异程度超出该范围，则极片3涂布区涂层厚度不均匀。
步骤S4从整体上判断各电容值之间的差异判别方法至少包括：依据X-MR移动极差稳定性判定准则：
准则一、1％的点远离中心线超过3个标准差；
准则二、至少有连续28％的点位于中心线一侧；
准则三、至少有连续24％的点上升或下降；
准则四、至少有连续56％的点交替上下变化；
准则五、在同一侧，66％的点距离中心线的距离超过两个标准差；
准则六、在同一侧，80％的点距中心线的距离超过一个标准差；
准则七、在任一侧，至少有连续60％的点排列在中心线一个标准差范围内；
准则八、在任一侧，至少有连续32％的点距中心线的距离大于一个标准差；
符合上述八条准则至少一条，则判断稳定性不符合要求，涂层厚度不均匀。
本实施例通过电容测试方式，来反映出极片3涂层厚度的一致性，按照电容公式C＝εS/4πkd，其中C为电容，ε为两极片3间的介质，S为两极片3的正对面积，d为两极片3的间隙，4πk为常数。本实施例中，控制ε和S均相同，因此可以得出d与C成反比关系，即通过测量的电容值能够反应出极片3的厚度波动情况，进而评估涂布后极片3涂层厚度的一致性。
因此本实施例能更精准表征极片3厚度波动情况，从而高效的反馈极片3缺陷问题。
实施例二
本实施例具体以检测30片尺寸为50×50mm的极片3为例，其中设定电压为0.1～0.4Mpa。
首先，取30片尺寸为50×50mm的含极耳的极片3。
随后将其中两个极片3放置在两个绝缘板1之间，两个极片3间夹着隔膜2，电容器5的两个探针4分别放置在两个极片3的极耳区域；设置好后，电容器5施加0.1～0.4Mpa压力，测量并记录电容值。
重复测量，将30片极片3均测量并依次记录下，数据如表一所示。
将测量的电容值记录到预设函数的表格中，通过单值-移动极差控制图(X-MR)进行分析。其中极片3的单值-移动极差控制图(X-MR)如表2。X-MR的计算公式如下：
Rs＝|Xi-Xi-1|i＝1,2,3,…,k-1) (2)
其中，Xbar为整体电容值的平均值，X为记录的电容值，K为记录的电容值的数量。RS为相邻电容的移动极差，Rbar为移动极差的平均值。
进而得出X管制图界限：CL＝Xbar；UCL＝Xbar+2.66Rbar；LCL＝Xbar-2.66Rbar。
MR管制图界限：CL＝Rbar；UCL＝3.267Rbar。
通过上述计算结果，绘制Xbar管制图如图2，USL为电容值标准上限、LSL为电容值标准下限；UCL、CL、LCL分布为计算所得电容值上、中、下限。极片3的涂布区电容值差别比较大，并不是在中限附近并且有些点电容值接近下限范围，这些地方在极片3涂布区反应出来的缺陷即是涂层厚度不均匀，根据X-MR移动极差稳定性判定准则一，可知此过程不稳定，产品质量不符合要求。
绘制MR管制图如图3所示，30个极片3的电容极差大小不一，大多数偏离了计算中限CL，电容分布不均匀，根据X-MR移动极差稳定性判定准则一可知此过程不稳定，产品质量不符合要求。
综上所述，本实施例的检测结果表明选取的该批次极片3的涂布质量不符合要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，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，这些都属于本发明保护范围。
Claims (4)
1.一种锂电池涂布极片质量一致性检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、取涂布后的若干个相同面积的含极耳的极片(3)；
S2、从步骤S1中的极片(3)中取两个极片(3)放置在两个绝缘板(1)之间，两个极片(3)间夹着隔膜(2)，电容器(5)的两个探针(4)分别放置在两个极片(3)的极耳区域；
S3、电容器(5)对步骤S2设置的两个极片(3)施加设定压力，测量并记录电容值；
S4、重复步骤S2和步骤S3，测量完步骤S1中的极片(3)，并依次记录所有的电容值；将测量的电容值记录到预设函数的表格中，通过单值-移动极差控制图(X-MR)进行计算分析，并得出X管制图界限和MR管制图界限，根据上述计算结果绘制Xbar管制图，根据X-MR移动极差稳定性判定；将电容值与设定的上下限阀值相比较，若整体的差异程度在该范围内，则判断极片(3)涂布区涂层厚度均匀；若整体的差异程度超出该范围，则极片(3)涂布区涂层厚度不均匀；X-MR的计算公式如下：
Rs＝|Xi-Xi-1|(i＝1,2,3,…,k-1) (2)
其中，Xbar为整体电容值的平均值，X为记录的电容值，K为记录的电容值的数量；RS为相邻电容的移动极差，Rbar为移动极差的平均值；
进而得出X管制图界限：CL＝Xbar；UCL＝Xbar+2.66Rbar；LCL＝Xbar-2.66Rbar；
MR管制图界限：CL＝Rbar；UCL＝3.267Rbar。
2.根据权利要求1所述的锂电池涂布极片质量一致性检测方法，其特征在于：所述极片(3)的尺寸为50×50mm。
3.根据权利要求1所述的锂电池涂布极片质量一致性检测方法，其特征在于：所述步骤S3的设定压力范围为0.1～0.4Mpa。
4.根据权利要求1所述的锂电池涂布极片质量一致性检测方法，其特征在于：所述步骤S4从整体上判断各电容值之间的差异判别方法至少包括：依据X-MR移动极差稳定性判定准则：
准则一、1％的点远离中心线超过3个标准差；
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