CN114976276A - 一种锂离子电池高速叠片方法、叠片装置及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池高速叠片方法，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片；设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片重新由人工进行修正。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池高速叠片方法、叠片装置及锂离子电池。
背景技术
随着科技的不断发展，手机、相机、笔记本电池等移动设备的性能也在发生翻天覆地的变化，同时对锂离子电池的要求也越来越高。比如这些设备的功能越来越复杂，对电池的大倍率放电性能也提出了更高的要求。近来，由于人们的环保意识不断提高，也越来越提倡产品的环保性能。电动汽车具有无污染的特性，因而其替代传统汽车的趋势也越来越明显，但电池汽车本身的发展在很大程度上依赖于动力源即电池的发展。因此，电动汽车电池的发展至关重要。
现有的锂电池叠片技术无法快速进行叠片是因为存在如下问题：
1.机械手动作功能单一。目前应用的叠片机械手主要有气缸组成，单自由度重复工作。时间上不允许交叉，限制了机械手的效率，纯机构组成的机械手之间有一定的差距，导致整个叠片成型生产效率较低。
2.极片夹紧准确性不可靠。机械手依次吸附正负极片到达位置，每次极片吸附到位准确性不足，导致极片褶皱受损和隔离膜受到伸拉，同时由于极片放置后隔离膜需要由机械手拉紧，导致隔离膜产生褶皱或者导致隔离膜孔隙增大，增大电池厚度，增大电阻或者降低电池效率。
3.叠片过程中手工参与过程较多。国内现有的设备机械自动化程度较低，需要人工辅助的操作过多，人工操作相比于机械自动化机械操作而言一致性差，且手动操作误差较大，对极片的成型有不可估量的影响。
4.简单的叠片过程，无法完成过多的动作。现有自动化机械设备只能完成简单的机械叠片动作，无法与下一工位实现对接，成型后的极片需要手动将极片组收集，放入下一工位，影响成型效率。
5.机械手多次压制导致极片和隔膜受损。多次堆叠成型会导致极片组的极片受到多次的受压受损。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明公开一种锂离子电池高速叠片方法，包括如下步骤：
步骤1，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片，其中，所述极片料盒，用以正、负极片的供料储存；
步骤2，设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，其中，所述皮带一端铰接在机架上，同时通过气压控制使皮带贴附于隔离膜；
步骤3，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；
步骤4，将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片通过人工校验将极性相反的单层极片间隔排列，中间放置隔离膜，重新由人工进行修正。
更进一步地，通过双组四边形进行所述极片的压制，再通过四边形的边杆数量调节电芯的极片数量，调节边杆和夹紧轴的长度调整极片尺寸的大小。
更进一步地，极片的夹紧和所述隔离膜放置同时进行。
更进一步地，所述步骤3进一步包括：设置统一固定光线源，采集投影图像后不进行图像处理，仅仅比较投影面积的大小以快速进行检测。
更进一步地，所述步骤4进一步包括：极片可以由左右两侧进入成型装置，左侧为通过检测的极片，右侧为未通过检测极片，成型装置动力收缩成型装置的架体，通过成型装置的收缩将极片压制成一组，再通过气缸压缩完成整个成型装置的准确收缩。
更进一步地，完成极片组的隔离膜的卷绕，在极片组的外侧多绕置两层，保护极片组，在裁断隔离膜后再次卷绕极片组后完成胶封工作。
本发明进一步公开了一种锂离子电池高速叠片装置，所述装置包括：极片制造设备，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片，其中，所述极片料盒，用以正、负极片的供料储存；隔膜放卷机构，设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，其中，所述皮带一端铰接在机架上，同时通过气压控制使皮带贴附于隔离膜；极片检测装置，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；成型装置，将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片通过人工校验将极性相反的单层极片间隔排列，中间放置隔离膜，重新由人工进行修正。
更进一步地，所述极片制造设备通过双组四边形进行所述极片的压制，再通过四边形的边杆数量调节电芯的极片数量，调节边杆和夹紧轴的长度调整极片尺寸的大小，且极片的夹紧和所述隔离膜放置同时进行。
更进一步地，所述极片检测装置进一步包括：设置统一固定光线源，采集投影图像后不进行图像处理，仅仅比较投影面积的大小以快速进行检测。
本发明进一步公开了一种锂离子电池，采用上述的一种锂离子电池高速叠片方法进行制备。
本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：现有的叠片检测方法一般是设置在料盒之后，机械臂从料盒抓到极片时自动检测是否缺片、多片，由于机械手只能单自由度重复工作且时间上不允许交叉，其方法会极大的减慢叠片速度，本申请通过双重校验极片状态减少检测时间提高良品率的同时提高叠片的速度和效率。本发明采用图像对比的方式对工作中的设备状态进行实时监测，可以更快速的完成叠片过程中的检测。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的一种锂离子电池高速叠片方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
如图1所示的一种锂离子电池高速叠片方法，包括如下步骤：
步骤1，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片，其中，所述极片料盒，用以正、负极片的供料储存；
步骤2，设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，其中，所述皮带一端铰接在机架上，同时通过气压控制使皮带贴附于隔离膜；
步骤3，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；
步骤4，将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片通过人工校验将极性相反的单层极片间隔排列，中间放置隔离膜，重新由人工进行修正。
更进一步地，通过双组四边形进行所述极片的压制，再通过四边形的边杆数量调节电芯的极片数量，调节边杆和夹紧轴的长度调整极片尺寸的大小。
更进一步地，极片的夹紧和所述隔离膜放置同时进行。
更进一步地，所述步骤3进一步包括：设置统一固定光线源，采集投影图像后不进行图像处理，仅仅比较投影面积的大小以快速进行检测。
更进一步地，所述步骤4进一步包括：极片可以由左右两侧进入成型装置，左侧为通过检测的极片，右侧为未通过检测极片，成型装置动力收缩成型装置的架体，通过成型装置的收缩将极片压制成一组，再通过气缸压缩完成整个成型装置的准确收缩。
更进一步地，完成极片组的隔离膜的卷绕，在极片组的外侧多绕置两层，保护极片组，在裁断隔离膜后再次卷绕极片组后完成胶封工作。
本发明进一步公开了一种锂离子电池高速叠片装置，所述装置包括：极片制造设备，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片，其中，所述极片料盒，用以正、负极片的供料储存；隔膜放卷机构，设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，其中，所述皮带一端铰接在机架上，同时通过气压控制使皮带贴附于隔离膜；极片检测装置，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；成型装置，将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片通过人工校验将极性相反的单层极片间隔排列，中间放置隔离膜，重新由人工进行修正。
更进一步地，所述极片制造设备通过双组四边形进行所述极片的压制，再通过四边形的边杆数量调节电芯的极片数量，调节边杆和夹紧轴的长度调整极片尺寸的大小，且极片的夹紧和所述隔离膜放置同时进行。
更进一步地，所述极片检测装置进一步包括：设置统一固定光线源，采集投影图像后不进行图像处理，仅仅比较投影面积的大小以快速进行检测。
本发明进一步公开了一种锂离子电池，采用上述的一种锂离子电池高速叠片方法进行制备。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.一种锂离子电池高速叠片方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片，其中，所述极片料盒，用以正、负极片的供料储存；
步骤2，设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，其中，所述皮带一端铰接在机架上，同时通过气压控制使皮带贴附于隔离膜；
步骤3，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；
步骤4，将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片通过人工校验将极性相反的单层极片间隔排列，中间放置隔离膜，重新由人工进行修正。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池高速叠片方法，其特征在于，通过双组四边形进行所述极片的压制，再通过四边形的边杆数量调节电芯的极片数量，调节边杆和夹紧轴的长度调整极片尺寸的大小。
3.如权利要求2所述的一种锂离子电池高速叠片方法，其特征在于，极片的夹紧和所述隔离膜放置同时进行。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池高速叠片方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括：设置统一固定光线源，采集投影图像后不进行图像处理，仅仅比较投影面积的大小以快速进行检测。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池高速叠片方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括：极片可以由左右两侧进入成型装置，左侧为通过检测的极片，右侧为未通过检测极片，成型装置动力收缩成型装置的架体，通过成型装置的收缩将极片压制成一组，再通过气缸压缩完成整个成型装置的准确收缩。
6.如权利要求5所述的一种锂离子电池高速叠片方法，其特征在于，完成极片组的隔离膜的卷绕，在极片组的外侧多绕置两层，保护极片组，在裁断隔离膜后再次卷绕极片组后完成胶封工作。
7.一种锂离子电池高速叠片装置，其特征在于，所述装置包括:极片制造设备，通过极片制造设备将极片材料加工为需要的正负极片，在传送正负极片至对应的极片料盒的过程中，对所述正负极片进行质量筛选，剔除不合格的正负极片，其中，所述极片料盒，用以正、负极片的供料储存；隔膜放卷机构，设置隔离膜安装架，所述隔离膜放置于所述安装架上，通过步进电机控制皮带的转速以控制隔离膜释放的速度，其中，所述皮带一端铰接在机架上，同时通过气压控制使皮带贴附于隔离膜；极片检测装置，机械手依次吸附正负极片到预设位置时，通过摄像装置拍摄吸附极片的投影，实时计算每次极片吸附到位的准确性，若投影图片与标准图片的相似度大于第一预设值，则判断该极片吸附准确，若投影图片与标准图片的相似度小于第一预设值则转为人工处理模式；成型装置，将对通过检测的极片进行叠片制成芯包，对未通过检测极片通过人工校验将极性相反的单层极片间隔排列，中间放置隔离膜，重新由人工进行修正。
8.如权利要求7所述的一种锂离子电池高速叠片装置，其特征在于，所述极片制造设备通过双组四边形进行所述极片的压制，再通过四边形的边杆数量调节电芯的极片数量，调节边杆和夹紧轴的长度调整极片尺寸的大小，且极片的夹紧和所述隔离膜放置同时进行。
9.如权利要求7所述的一种锂离子电池高速叠片装置，其特征在于，所述极片检测装置进一步包括：设置统一固定光线源，采集投影图像后不进行图像处理，仅仅比较投影面积的大小以快速进行检测。
10.一种锂离子电池，其特征在于，采用如权利要求1-6所述的一种锂离子电池高速叠片方法进行制备。
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