CN114324198A - 一种电芯点胶质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种电芯点胶质量检测方法，包括以下步骤：准备胶液，在所述胶液中加入可逆热敏变色材料并搅拌均匀；加热所述胶液，使所述胶液处于流体状态；将混合了可逆热敏变色材料的所述胶液涂覆在电芯表面的涂胶位置；通过图像采集装置采集涂胶后的电芯表面的图像，检查胶线是否存在缺胶现象。本发明方法通过在胶液中加入可逆热敏变色材料，胶液形成的胶线在不同温度下会发生颜色的变化，从而可以使胶线在检测时具有和铝塑膜明显不同的颜色，方便对胶线状态进行检测，常温下胶线不显色，不影响电池外观。本发明的检测方法不需要增加新的检测设备或更改电芯制备工艺，简单、易用。
Description
技术领域
本发明属于锂电池生产技术领域，具体涉及一种在电芯点胶工序之后检测是否缺胶的方法。
背景技术
3C类聚合物锂离子电池的制备过程中，在用铝塑膜封装之后还要经过化成、二封、点胶等工序。点胶工序就是将电芯一封边和二封边的折叠裙边紧固，从而控制电芯本体的宽度。在点胶工序中，要对点胶量、胶线长度、胶线位置及胶线一致性等参数进行管控，以避免发生因溢胶造成的电芯外观不良，或者因缺胶造成的电芯超宽等风险。
目前，在电芯完成点胶工序后，对点胶质量进行检测时是采用在线CCD检测技术，通过CCD获取电芯的图像，根据不同材料的灰度差异来识别胶线。然而在实际生产过程中，为了保证美观度，点胶时所使用的速干胶一般和铝塑膜颜色相近或者使用透明的速干胶，例如，采用银色铝塑膜封装的电芯点胶时通常使用透明的速干胶，采用黑色铝塑膜封装的电芯点胶时通常是使用黑色的速干胶。这就导致点胶后，速干胶的颜色与铝塑膜的颜色相近，即灰度值相近，CCD无法有效抓取胶线轮廓，从而不能有效识别电芯是否缺胶，电芯存在超宽的产品不良风险，这些不良品流出后会因质量不合格而导致返工，不仅影响了生产效率，也会影响企业声誉。
为了解决以上问题，公开号CN111337490A的中国发明专利申请，通过在胶液中添加荧光剂等发光材料，将带有发光材料的胶液涂在电芯上，然后将电芯移到能够使待检测胶液发光的环境中进行检测。虽然这种方法可以避免颜色相近的材料无法有效识别灰度阈值从而导致漏检的情况，但是这种方法应用时需要用到独特的发光环境，因此需要改造或新安装设备，成本高，而且发光环境复杂，包含辐射发光、UV灯、电致发光等，所产生的辐射容易对人体身体造成伤害，简单的防护达不到安全生产要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全简便的，可以有效识别电芯是否缺胶的电芯点胶质量检测方法。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：
一种电芯点胶质量检测方法，包括以下步骤：
准备胶液，在所述胶液中加入可逆热敏变色材料并搅拌均匀；
加热所述胶液，使所述胶液处于流体状态；
将混合了可逆热敏变色材料的所述胶液涂覆在电芯表面的涂胶位置；
通过图像采集装置采集涂胶后的电芯表面的图像，比较图像中胶线区域和电芯铝塑膜的颜色差异，当两者的颜色差异大于设定阈值时，认为不存在缺胶，否则认为存在缺胶，以此检查胶线是否存在缺胶现象。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述步骤1中，可逆热敏变色材料的添加量为所述胶液质量的0.2～5wt％。
更具体的，所述步骤1中，可逆热敏变色材料的添加量为所述胶液质量的1wt％以内。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述可逆热敏变色材料的变色温度和所述胶液加热至流体状态时的温度相匹配。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述胶液为速干胶。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述可逆热敏变色材料为常温下无色、高温下变有色的材料，或者常温下有色、高温下变无色的材料，或者常温下有色、高温下变另一种颜色的材料。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述可逆热敏变色材料为有机材料或无机材料。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述步骤3中的涂胶位置为电芯两侧的侧封边。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述步骤4中的图像采集装置为CCD图像传感器。
作为本发明电芯点胶质量检测方法的一种具体的实施方案，所述步骤4中通过比较图像中胶线区域和电芯铝塑膜的灰度值差异判断胶线是否存在缺胶现象，当两者的灰度值的差值大于设定阈值时，认为不存在缺胶，否则认为存在缺胶。
由以上技术方案可知，本发明将可逆热敏变色材料添加到胶液中，由于可逆热敏变色材料在高温下会显现出特殊的颜色，使含有热敏变色材料的胶液具有不同温度下颜色会发生改变的特性，涂胶后胶线和电池铝塑膜包装层之间会呈现出明显的颜色(灰度)差异，从而在普通的均匀照明条件下就可以对胶线进行质量检测，而且电芯点胶状态在视觉检测工位能够被有效识别，以及时拦截缺胶电芯，降低电芯超宽风险。本发明方法不需增加新的检测设备或改变现有工艺，具有简单、易用，安全、可靠的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明方法的检测示意图；
图3为常温下点胶后的电芯示意图。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
热敏变色材料是一种在特定环境温度下颜色会发生改变的材料，而且这种颜色的改变是可逆的。市面上常见的可逆热敏变色材料包括邻苯二甲酸二烯丙酯、酰基或吲哚啉类等有机材料，以及含有Ag、Cu、Hg的碘化物、络合物、复盐，或者由钴盐、镍盐六次甲基四胺形成的化合物等无机材料。
本发明利用热敏变色材料在特定温度下可以变色，并且可逆的特点，将热敏变色材料加入用于电芯点胶工序的胶液中，由于电芯点胶时，胶液本身就处于高温状态下，从而胶液中的热敏变色材料在高温下可以发生颜色的改变，胶线的颜色会不同于铝塑膜的颜色，通过CCD检测手段就可以有效的检测出来。
图1为本发明方法的流程图，下面结合图1、图2和图3，对本发明的电芯点胶质量检测方法作进一步的说明，如图1所示，本发明方法包括以下步骤：
步骤1、准备胶液，本实施例的胶液为速干胶，在用于电芯点胶工序的速干胶胶液中加入热敏变色材料，搅拌均匀；热敏变色材料的添加量可为胶液质量的0.2～5wt％，热敏变色材料的添加量以不影响胶液的性能为前提，可根据胶液的性质合理选择，在具体的应用中，热敏变色材料的添加量优选在1wt％以内，本实施例的热敏变色材料的添加量为0.5wt％；
步骤2、加热胶液，点胶时胶液要处于流体的状态，因此需要在一定温度条件下对胶液进行加热，所选用的热敏变色材料的变色温度和所使用的胶液加热至流体状态时的温度相匹配，如本实施例的胶液采用加热至170±5℃时处于熔融(流体)状态的速干胶，因此可以选在此温度范围内会发生变色的热敏变色材料；
步骤3、通过涂胶设备将混合胶液涂覆在电芯10的表面，胶液涂覆位置为电芯10两侧的侧封边10a；
步骤4、将涂胶后的电芯10送至视觉检测工位，视觉检测工位处设置有图像采集装置20，可以通过CCD图像传感器等图像采集装置20采集电芯表面的图像，并根据采集到的图像检查胶线S(图2、图3中虚线内区域)的状态，由于胶液中混有热敏变色材料，热敏变色材料在高温下变色后，胶线S的颜色会明显区别于铝塑膜的颜色，如图2所示，从而可以观察胶线S的状态，判断电芯是否存在缺胶的缺陷。采集到图像后，可采用现有的方法来检查胶线的状态，如比较图像中胶线区域和铝塑膜的颜色差异，当两者的颜色差异大于设定阈值时(即两者的颜色存在差异，胶线连续均匀且和铝塑膜的区分清楚明显，点胶区域都已涂上胶)，认为不存在缺胶，否则认为存在缺胶。在具体的应用中，图像中胶线区域和铝塑膜的颜色可通过图像的灰度值来表示，当两者的灰度值的差值大于设定阈值时，认为不存在缺胶，否则认为存在缺胶，由此来判断胶线是否存在缺胶现象。设定阈值的取值为经验值，可根据热敏变色材料的颜色、铝塑膜的颜色、现场生产情况及产品合格标准的要求相应设置。对采集到的图像进行比较判断的方法为现有方法，不是本发明的创新点，此处不做赘述。
检查完毕后，将检查合格的电芯的侧封边裙边折叠，使电芯铝塑膜封边与电芯本体在胶液的作用下紧固粘连，完成点胶工序。当电芯冷却后，胶液中的热敏变色材料会恢复原色，如图3所示，不会影响电芯外观。
本发明所使用的热敏变色材料可为无色变有色的材料，或者有色变无色的材料，或者有色变有色的材料，应用中可根据速干胶(铝塑膜)的颜色选择相应热敏变色材料。例如速干胶为黑色时，可以选择常温为黑色、高温为无色或者高温为其它颜色的热敏变色材料，速干胶为无色时，可以选择常温为无色、高温为黑色、红色等其它颜色的热敏变色材料。热敏变色材料的变色温度和胶液的加热温度对应，这样在加热胶液时，就可以同时使热敏变色材料发生颜色变化，以便于涂胶后对胶线状态的检测、识别。
由于胶液在涂胶工序中本来就需要加热，本发明将热敏变色材料加入胶液中用于涂胶后胶线的识别，不需要增加设备或者更改现有的工艺条件，过程简单，方便。而且在涂胶完成后，立即进行图像采集和识别，间隔时间很短，胶液的温度不会有明显变化，胶线中的热敏变色材料依然保持高温时的颜色，方便对胶线状态的识别。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (10)
1.一种电芯点胶质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备胶液，在所述胶液中加入可逆热敏变色材料并搅拌均匀；
加热所述胶液，使所述胶液处于流体状态；
将混合了可逆热敏变色材料的所述胶液涂覆在电芯表面的涂胶位置；
通过图像采集装置采集涂胶后的电芯表面的图像，比较图像中胶线区域和电芯铝塑膜的颜色差异，当两者的颜色差异大于设定阈值时，认为不存在缺胶，否则认为存在缺胶，以此检查胶线是否存在缺胶现象。
2.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述步骤1中，可逆热敏变色材料的添加量为所述胶液质量的0.2～5wt％。
3.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述步骤1中，可逆热敏变色材料的添加量为所述胶液质量的1wt％以内。
4.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述可逆热敏变色材料的变色温度和所述胶液加热至流体状态时的温度相匹配。
5.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述胶液为速干胶。
6.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述可逆热敏变色材料为常温下无色、高温下变有色的材料，或者为常温下有色、高温下变无色的材料，或者为常温下有色、高温下变另一种颜色的材料。
7.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述可逆热敏变色材料为有机材料或无机材料。
8.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述步骤3中的涂胶位置为电芯两侧的侧封边。
9.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述步骤4中的图像采集装置为CCD图像传感器。
10.如权利要求1所述的电芯点胶质量检测方法，其特征在于：所述步骤4中通过比较图像中胶线区域线和电芯铝塑膜的灰度差异判断胶线是否存在缺胶现象，当两者的灰度值的差值大于设定阈值时，认为不存在缺胶，否则认为存在缺胶。
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