CN115077436B - 一种叠片电池的极片错位检测系统及方法 - Google Patents

一种叠片电池的极片错位检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种叠片电池的极片错位检测系统及方法，系统包括：处理器、至少一个X射线源以及至少一个图像探测器；待检极片、至少一个X射线源以及至少一个图像探测器位于同一坐标系中，图像探测器的成像区域预先设置有标志点；X射线源用于发射X射线穿透待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器上成像，获得正极像群和负极像群，处理器用于计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域；该系统通过相互配合的X射线源和多个图像探测器，同时测量计算各层正极片和负极片各个角部的坐标值，实现极片的错位检测，系统结构简单，节约成本，且检测准确度高。

Description

一种叠片电池的极片错位检测系统及方法
技术领域
本发明涉及锂电池检测技术领域，尤其涉及一种叠片电池的极片错位检测系统及方法。
背景技术
锂电池正负极片间的对齐度是叠片电池工艺中一项十分重要的参数，直接影响电池安全性。具体来说，锂电池要求负极片敷料区大于正极敷料区，这样电池才能正常充放电，一旦出现正极敷料区超出负极敷料区的情况，充放电过程中会出现析锂现象，形成锂晶枝，刺穿正负极之间的隔膜，造成电池短路，起火爆炸。因此叠片电池生产过程中，正负极极片的相对位置控制显得尤为重要。为消除叠片过程以及转运过程中可能出现的极片错位对电池造成的安全隐患，需对电池每层正负极极片的相对位置进行测量。即通过X-Ray穿透电池角部的方式，分析四个角部的X-Ray成像来测量每层极片相对位置关系。
参见图1和图2，对于电池任一角来说，正负极片错位分三个方向，分别可以记录三个错位值，依次代表任意一组极片沿电池两个边方向的长度数值a、b及两层极片的角度数值θ。传统的测量方式是将电池四个角的图像单独进行处理，采用图像探测器测量三个错位值的叠加状态，而不是各个错位值的具体数值。图像探测器显示的一种叠加态包含无限种a、b、θ数值组合，并不能反应各层极片真实位置情况。
专利文献CN109759344A 公开了一种检测电池正负极片对齐度的X-Ray检测设备，其中，X-Ray检测机构位于进料传送机构与出料传送机构之间，第一升降模组驱动X-Ray发射器做升降运动，以实现不同倍率的检测，并经高分辨率CCD导航相机获得待检测产品的高清晰的画质，X-Ray检测机构将检测结果上传至后台，后台自动测算电芯卷绕的对齐度的最大值、最小值、均值、正极差、负极差比率，自动判断是否符合IPC国际标准。
然而，上述方案中采用了CCD相机，需要得到高清画质图像才能对电池极片情况进行检测，装置复杂，不利于节约成本；而现有的仅采用X-Ray射线和图像探测器进行极片对齐度检测的方案又有准确度不足的缺陷，无法实现精准的错位检测。
发明内容
本发明提供了一种叠片电池的极片错位检测系统及方法，通过相互配合的X射线源和多个图像探测器，同时测量计算各层正极片和负极片各个角部的坐标值，实现极片的错位检测，系统结构简单，节约成本，且检测准确度高。
一种叠片电池的极片错位检测系统，包括处理器、至少一个X射线源以及至少一个图像探测器；
待检极片、至少一个X射线源以及至少一个图像探测器位于同一坐标系中，所述图像探测器的成像区域预先设置有标志点；
所述X射线源用于发射X射线穿透所述待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器上成像，获得正极像群和负极像群，所述处理器用于根据所述标志点，获得所述正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标，并根据正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标、X射线源在所述坐标系中的坐标以及预设条件，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域。
进一步地，所述X射线源的数量为1至4个，所述图像探测器的数量为1至4个。
进一步地，所述待检极片中各层正极片和负极片为四边形，分别有四个角部，所述图像探测器的数量为四个；
所述预设条件包括所述正极片和负极片各个边的边长。
进一步地，所述待检极片中各层正极片和负极片为矩形；
所述预设条件包括所述正极片和负极片至少一条边的边长。
进一步地，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
根据各个X射线源设置位置的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的各个角部成像的X射线方程；
对于一层正极片或者负极片，根据相应的所述X射线方程，得到关于所述正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
根据所述正极片或负极片各个边的边长，得到关于各个角部横坐标和纵坐标的第二坐标关系方程组；
根据所述第一坐标关系方程组和所述第二坐标关系方程组，计算得到正极片或者负极片中各个角部的横坐标值和纵坐标值。
进一步地，所述第一坐标关系方程组中的X射线方程均为直线方程，通过以下公式表示：
kixi+bi=yi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，xi表示正极片或者负极片中一个角部的横坐标值，yi表示正极片或者负极片中一个角部的纵坐标值；
其中，X射线方程的斜率和截距通过如下公式计算：
kimi+bi=ni
kipi+bi=qi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，mi为发射相应的X射线的X射线源的横坐标，ni为发射相应的X射线的X射线源的纵坐标，pi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群中对应点的横坐标，qi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群对应点的纵坐标；
所述第二坐标关系方程组中的方程通过如下公式表示：
Figure 58926DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，xi为一个角部的横坐标值，yi为一个角部的纵坐标值，xk为另一个相邻角部的横坐标值，yk为另一个相邻角部的纵坐标值，Li为两个角部相连得到的边的边长。
进一步地，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
根据各个X射线源设置位置的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的各个角部成像的X射线方程；
对于一层正极片或者负极片，根据相应的所述X射线方程，得到关于所述正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
根据矩形边的性质，得到关于所述正极片或者负极片中各个角部横坐标和纵坐标的第三坐标关系方程组；
根据所述正极片或负极片已知的至少一条边的边长，通过已知边的两个角部坐标值表示已知的边长，得到关于已经边的两个角部的横坐标和纵坐标的第四坐标关系方程组；
根据所述第一坐标关系方程组、第三坐标关系方程组以及第四坐标关系方程组，计算得到各个角部的横坐标值和纵坐标值。
进一步地，所述第三坐标关系方程组通过如下公式表示：
Figure 241645DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 677175DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 102078DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，(x1,y1)为一个角部的坐标值，(x2,y2)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的角部的坐标值，(x3,y3)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的另一个角部的坐标值，(x4,y4)为与坐标值为(x1,y1)的角部相对的角部的坐标值；
所述第四坐标关系方程组中的一个方程通过如下公式表示：
Figure 306663DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，ML为已知的边长，(xp,yp)和(xq,yq)分别为已知的边长两端的角部的坐标值。
进一步地，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域，包括：
根据负极片各个角部的坐标值，确定负极片区域；
判断正极片的各个角部的坐标值是否位于所述负极片区域内。
一种采用上述系统的叠片电池的极片错位检测方法，包括：
通过X射线源发射X射线穿透待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器上成像，获得正极像群和负极像群；
根据预先设置的标志点，获得所述正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标；
根据正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标、X射线源在所述坐标系中的坐标以及预设条件，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值；
根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域。
本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统及方法，至少包括如下有益效果：
（1）通过相互配合的X射线源和多个图像探测器，同时测量待检极片各层各个角部的成像点与标志点的距离，并根据多个已知条件计算各层正极片和负极片各个角部的精确坐标值，实现极片的错位检测，系统结构简单，节约成本，且检测准确度高。
（2）检测系统中X射线源的数量可以1-4个，图像探测器的数量也可以为1-4个，搭建系统时对设备数量不作严格限制，使得该监测系统搭建更加灵活，对多种应用场景的适应性更强，应用范围更广，节省成本。
（3）采用多种预设条件组合下的多种不同的方法对待检极片角部坐标进行计算，对已知条件的需求不严格，得知任意一组条件及图像探测器的测量结果即可计算坐标值，系统适应性更强，检测更加稳定。
附图说明
图1为现有技术中叠片电池极片错位检测方法的第一示意图。
图2为现有技术中叠片电池极片错位检测方法的第二示意图。
图3为本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统一种实施例的结构示意图。
图4为本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统坐标系一种实施例的示意图。
图5为本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统另一种实施例的结构示意图。
图6为本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统另一种实施例的俯视图。
图7为本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统另一种实施例的主视图。
图8为本发明提供的叠片电池的极片错位检测系统另一种实施例的左视图。
图9为本发明提供的叠片电池的极片错位检测方法一种实施例的流程图。
附图标记：101-处理器，102-X射线源，103-图像探测器，2-正极片，3-负极片。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
在一些实施例中，参考图3，提供一种叠片电池的极片错位检测系统，包括处理器101、至少一个X射线源102以及至少一个图像探测器103；
待检极片、至少一个X射线源102以及至少一个图像探测器103位于同一坐标系中，图像探测器103的成像区域预先设置有标志点；
X射线源102用于发射X射线穿透待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器103上成像，获得正极像群和负极像群，处理器101用于根据标志点，获得正极像群和负极像群中的各个点在坐标系中的坐标，并根据正极像群和负极像群中的各个点在坐标系中的坐标、X射线源102在坐标系中的坐标以及预设条件，计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域。
参考图3，此实施例中以四个X射线源以及四个图像探测器为例进行示意，系统包括处理器101、四个X射线源102以及四个图像探测器103。
参考图4，待检极片、四个X射线源102以及四个图像探测器103位于同一坐标系中，图像探测器103的成像区域预先设置有标志点。其中，AN、BN、CN、DN分别表示待检极片的四个角部，A、B、C、D分别表示用于发射X射线穿透待检极片的四个角部的四个X射线源102，每个X射线源102对应一个用于接收射线图像的图像探测器103，A1、A2为编号为A的X射线源102对应成像的图像探测器103成像区域上的标志点，B1、B2为编号为B的X射线源102对应成像的图像探测器103成像区域上的标志点，C1、C2为编号为C的X射线源102对应成像的图像探测器103成像区域的标志点，D1、D2为编号为D的X射线源102对应成像的图像探测器103的标志点。
检测过程中，X射线源102发射X射线穿透待检极片的四个角部，在对应的图像探测器103上形成正极像群和负极像群，X射线源102穿透一个极片的一个角部会得到一个对应像点，对于叠片电池，包含多层极片，因此形成正极像群和负极像群。对于一个待检极片，编号为A、B、C、D的X射线源102穿透该极片的对应角部形成的成像点分别为ANT、BNT、CNT、DNT，通过图像探测器103成像区域预先设置的标志点A1、B1、C1、D1与成像点的距离ANTL、BNTL、CNTL、DNTL。根据预先获得的标志点坐标以及图像探测器103测得的标志点与成像点的距离，可以计算得到正极像群和负极像群中的各个点在坐标系中的坐标。
以编号为A的X射线源102为例，射线源发射的射线成像点与标志点A1的距离为ANTL，A1的坐标为（xA1，yA1），A2的坐标为（xA2，yA2），则成像点ANT的横坐标和纵坐标通过如下公式进行计算：
Figure 286383DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 818995DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 673687DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，LA1,A2为标志点A1与A2之间的距离，(xA1,yA1)为标志点A1的坐标值，(xA2,yA2)为标志点A2的坐标值，(xANT,yANT)为成像点ANT的坐标值，ANTL为标志点A1与成像点之间的距离。
按照上述计算方法得到各个成像点的坐标后，再根据成像点的坐标、X射线源102的坐标以及预设条件计算各个角部的坐标。
在一些实施例中，X射线源102的数量为1至4个，所述图像探测器103的数量为1至4个，若X射线源102的数量为1个，则通过该一个X射线源102分别检测四个角部再组合的方式，若X射线源102的数量为2个，一个X射线源102分别测量两个角部，若X射线源102的数量为3个，则可通过一个射线源检测两个角部，另外两个X射线源102分别检测两个角部，若X射线源102的数量为4个，则各个X射线源102分别检测四个角部；同理，若图像探测器103的数量为1个，则通过该一个图像探测器103分次对四个角部成像，若图像探测器103的数量为2个，则可以通过两个图像探测器103分别对四个角成像，若图像探测器103的数量为3个，则通过三个图像探测器103分别对四个角部进行成像，若图像探测器103的数量为4个，则可以分别对四个角部一次成像。
在一些实施例中，待检极片中各层正极片和负极片为四边形，分别有四个角部，预设条件包括正极片和负极片各个边的边长。
计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
S311、根据各个X射线源102的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的各个角部成像的X射线方程；
S312、对于一层正极片或者负极片，根据相应的X射线方程，得到关于正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
S313、根据正极片或负极片各个边的边长，得到关于各个角部横坐标和纵坐标的第二坐标关系方程组；
S314、根据第一坐标关系方程组和第二坐标关系方程组，计算得到正极片或者负极片中各个角部的横坐标值和纵坐标值。
步骤S312中，第一坐标关系方程组中的X射线方程均为直线方程，通过以下公式表示：
kixi+bi=yi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，xi表示正极片或者负极片中一个角部的横坐标值，yi表示正极片或者负极片中一个角部的纵坐标值；
其中，X射线方程的斜率和截距通过如下公式计算：
kimi+bi=ni
kipi+bi=qi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，mi为发射相应的X射线的X射线源102的横坐标，ni为发射相应的X射线的X射线源102的纵坐标，pi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群中对应点的横坐标，qi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群对应点的纵坐标；
参考图4，在该实施例中，X射线方程为A-ANT、B-BNT、C-CNT、D-DNT，即X射线源102经过角部在图像探测器103上成像点的直线方程。
步骤S313中，第二坐标关系方程组中的方程通过如下公式表示：
Figure 231314DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，xi为一个角部的横坐标值，yi为一个角部的纵坐标值，xk为另一个相邻角部的横坐标值，yk为另一个相邻角部的纵坐标值，Li为两个角部相连得到的边的边长。
在一种具体应用场景中，已知待检极片中各层正极片和负极片分别有四个角部，经过成像形成四个X射线方程，已知预设条件包括正极片和负极片各个边的边长。计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值时，根据现有条件列出的第一坐标关系方程组和第二坐标关系方程组通过如下公式表示：
k1x1+b1=y1；
k2x2+b2=y2；
k3x3+b3=y3；
k4x4+b4=y4；
Figure 490257DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 401844DEST_PATH_IMAGE011
；
Figure 529069DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 583612DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，(x1,y1)为一个角部的坐标值，(x2,y2)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的角部的坐标值，(x3,y3)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的另一个角部的坐标值，(x4,y4)为与坐标值为(x1,y1)的角部相对的角部的坐标值，k1、k2、k3、k4表示射线方程的斜率，b1、b2、b3、b4表示射线方程的截距，L1、L2、L3、L4表示待检极片各个边的边长。
对上述方程组进行求解，即可得到极片四个角部的坐标值。
在一些实施例中，已知待检极片中各层正极片和负极片为矩形，经过成像形成四个X射线方程，预设条件包括正极片和负极片任意一条边的边长。计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
S321、根据各个X射线源102的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的各个角部成像的X射线方程；
S322、对于一层正极片或者负极片，根据相应的X射线方程，得到关于正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
S323、根据矩形边的性质，得到关于正极片或者负极片中各个角部横坐标和纵坐标的第三坐标关系方程组；
S324、根据正极片或负极片已知的至少一条边的边长，通过已知边的两个角部坐标值表示已知的边长，得到关于角部横坐标和纵坐标的第四坐标关系方程组；
S325、根据第一坐标关系方程组、第三坐标关系方程组以及第四坐标关系方程组，计算得到各个角部的横坐标值和纵坐标值。
步骤S322中，第一坐标关系方程组中的X射线方程均为直线方程，通过以下公式表示：
kixi+bi=yi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，xi表示正极片或者负极片中一个角部的横坐标值，yi表示正极片或者负极片中一个角部的纵坐标值；
其中，X射线方程的斜率和截距通过如下公式计算：
kimi+bi=ni
kipi+bi=qi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，mi为发射相应的X射线的X射线源102的横坐标，ni为发射相应的X射线的X射线源102的纵坐标，pi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群中对应点的横坐标，qi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群对应点的纵坐标。
步骤S323中，第三坐标关系方程组通过如下公式表示：
Figure 902205DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 534043DEST_PATH_IMAGE015
；
Figure 841790DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，(x1,y1)为一个角部的坐标值，(x2,y2)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的角部的坐标值，(x3,y3)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的另一个角部的坐标值，(x4,y4)为与坐标值为(x1,y1)的角部相对的角部的坐标值；
步骤S324中，第四坐标关系方程组中的一个方程通过如下公式表示：
Figure 875474DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，ML为已知的边长，(xp,yp)和(xq,yq)分别为已知的边长两端的角部的坐标值。
在一些实施例中，已知待检极片中各层正极片和负极片为矩形，经过成像形成三个X射线方程，预设条件包括正极片和负极片两条相邻边的边长。计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
S331、根据各个X射线源102的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的三个角部成像的X射线方程；
S332、对于一层正极片或者负极片，根据相应的X射线方程，得到关于正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
S333、根据矩形边的性质，得到关于正极片或者负极片中各个角部横坐标和纵坐标的第三坐标关系方程组；
S334、根据正极片或负极片已知的两条相邻边的边长，通过已知边的两个角部坐标值表示已知的边长，得到关于角部横坐标和纵坐标的第四坐标关系方程组；
S335、根据第一坐标关系方程组、第三坐标关系方程组以及第四坐标关系方程组，计算得到各个角部的横坐标值和纵坐标值。
步骤S332中，第一坐标关系方程组中的X射线方程均为直线方程，通过以下公式表示：
kixi+bi=yi，i=1,2,3；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，xi表示正极片或者负极片中一个角部的横坐标值，yi表示正极片或者负极片中一个角部的纵坐标值；
其中，X射线方程的斜率和截距通过如下公式计算：
kimi+bi=ni
kipi+bi=qi，i=1,2,3；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，mi为发射相应的X射线的X射线源102的横坐标，ni为发射相应的X射线的X射线源102的纵坐标，pi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群中对应点的横坐标，qi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群对应点的纵坐标；
步骤S333中，第三坐标关系方程组通过如下公式表示：
Figure 122826DEST_PATH_IMAGE018
；
Figure 382906DEST_PATH_IMAGE019
；
Figure 851934DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，(x1,y1)为一个角部的坐标值，(x2,y2)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的角部的坐标值，(x3,y3)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的另一个角部的坐标值，(x4,y4)为与坐标值为(x1,y1)的角部相对的角部的坐标值；
步骤S334中，当X射线方程为三个时，预设条件包括正极片和负极片两条边的边长。第四坐标关系方程组通过如下公式表示：
Figure 382534DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 809974DEST_PATH_IMAGE022
；
其中，(x1’,y1’)为一个角部的坐标值，(x2’,y2’)为与角部(x1’,y1’)相邻的一个角部的坐标值，(x3’,y3’)为与角部(x1’,y1’)相邻的另一个角部的坐标值，ML为角部(x1’,y1’)与角部(x2’,y2’)相连得到的边的边长，HL为角部(x1’,y1’)与角部(x3’,y3’)相连得到的边的边长。
参考图5-图8，在一些实施例中，X射线源102的数量为两个，图像探测器103的数量为四个，每个X射线源102分别发射射线各自穿过待检极片的一个角部。X射线源102的数量为两个时，相当于四个X射线源102的实施例中四个X射线源102位置两两重合，得到采用两个X射线源102的实施方式。图5为X射线源102数量为两个时该系统的部分结构示意图，图6为X射线源102数量为两个时该系统的俯视图，图7为X射线源102数量为两个时该系统的主视图，图8为X射线源102数量为两个时该系统的左视图。
需要说明的是，上述实施例中提到的X射线源102数量和图像探测器103数量为设备设置位置的数量，而不是实际设备数量。即可以仅采用一个X射线源102和一个图像探测器103，分别设置在不同的对应位置，分多次对极片各个角部进行射线图像采集，并在同一个坐标系中记录每次采集过程中涉及到的X射线源102位置坐标、图像探测器103标志点坐标及正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标。因此，该系统中采用至少一个X射线源102以及至少一个图像探测器103即可完成上述实施例中提到的检测过程。
在一些实施例中，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域，包括：
S41、根据负极片各个角部的坐标值，确定负极片区域；
S42、判断正极片的各个角部的坐标值是否位于所述负极片区域内。
此外，还可以通过以下方式判断负极片区域是否大于正极片区域：首先计算各个负极片角部纵坐标值与对应正极片角部纵坐标值的第一差值b；然后计算各个负极片角部横坐标值与对应正极片角部横坐标值的第二差值a；再根据正极片相邻两个角部的坐标值计算得到两个角部所在直线的第一直线方程，根据负极片对应的相邻两个角部的坐标值计算得到对应的两个角部所在直线的第二直线方程，根据第一直线方程和第二直线方程，计算得到正极片与负极片对应边的错位角θ；最终得到一组具体的a、b、θ数值，准确反映各层极片真实的位置情况，根据第一差值b、第二差值a及错位角θ，判断负极片区域是否大于正极片区域。
参考图9，在一些实施例中，提供一种采用上述系统的叠片电池的极片错位检测方法，包括：
S1、通过X射线源发射X射线穿透待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器上成像，获得正极像群和负极像群；
S2、根据预先设置的标志点，获得正极像群和负极像群中的各个点在坐标系中的坐标；
S3、根据正极像群和负极像群中的各个点在坐标系中的坐标、X射线源在坐标系中的坐标以及预设条件，计算待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值；
S4、根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域。
本实施例提供的叠片电池的极片错位检测方法及系统，通过相互配合的X射线源和多个图像探测器，同时测量待检极片各层各个角部的成像点与标志点的距离，并根据多个已知条件计算各层正极片和负极片各个角部的精确坐标值，实现极片的错位检测，系统结构简单，节约成本，且检测准确度高；检测系统中X射线源的数量可以为1至4个，图像探测器的数量也可以为1至4个，搭建系统时对设备数量不作严格限制，使得该监测系统搭建更加灵活，对多种应用场景的适应性更强，应用范围更广，节省成本；采用多种预设条件组合下的多种不同的方法对待检极片角部坐标进行计算，对已知条件的需求不严格，得知任意一组条件及图像探测器的测量结果即可计算坐标值，系统适应性更强，检测更加稳定。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种叠片电池的极片错位检测系统，其特征在于，包括处理器、至少一个X射线源以及至少一个图像探测器；
待检极片、至少一个X射线源以及至少一个图像探测器位于同一坐标系中，所述图像探测器的成像区域预先设置有标志点；
所述X射线源用于发射X射线穿透所述待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器上成像，获得正极像群和负极像群，所述处理器用于根据所述标志点，获得所述正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标，并根据正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标、X射线源在所述坐标系中的坐标以及预设条件，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域；
所述待检极片中各层正极片和负极片为四边形，分别有四个角部；
所述预设条件包括所述正极片和负极片各个边的边长；
计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
根据各个X射线源设置位置的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的各个角部成像的X射线方程；
对于一层正极片或者负极片，根据相应的所述X射线方程，得到关于所述正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
根据所述正极片或负极片各个边的边长，得到关于各个角部横坐标和纵坐标的第二坐标关系方程组；
根据所述第一坐标关系方程组和所述第二坐标关系方程组，计算得到正极片或者负极片中各个角部的横坐标值和纵坐标值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述X射线源的数量为1至4个，所述图像探测器的数量为1至4个。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述待检极片中各层正极片和负极片为矩形；
所述预设条件包括所述正极片和负极片至少一条边的边长。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一坐标关系方程组中的X射线方程均为直线方程，通过以下公式表示：
kixi+bi=yi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，xi表示正极片或者负极片中一个角部的横坐标值，yi表示正极片或者负极片中一个角部的纵坐标值；
其中，X射线方程的斜率和截距通过如下公式计算：
kimi+bi=ni
kipi+bi=qi，i=1,2,3,4；
其中，ki表示第i个射线方程的斜率，bi表示第i个射线方程的截距，mi为发射相应的X射线的X射线源的横坐标，ni为发射相应的X射线的X射线源的纵坐标，pi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群中对应点的横坐标，qi为相应的正极片或者负极片在正极像群或负极像群对应点的纵坐标；
所述第二坐标关系方程组中的方程通过如下公式表示：
Figure 480679DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，xi为一个角部的横坐标值，yi为一个角部的纵坐标值，xk为另一个相邻角部的横坐标值，yk为另一个相邻角部的纵坐标值，Li为两个角部相连得到的边的边长。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值，包括：
根据各个X射线源设置位置的坐标以及正极像群或负极像群对应点在坐标系中的坐标，计算得到经过正极片和负极片的各个角部成像的X射线方程；
对于一层正极片或者负极片，根据相应的所述X射线方程，得到关于所述正极片或者负极片各个角部横坐标和纵坐标的第一坐标关系方程组；
根据矩形边的性质，得到关于所述正极片或者负极片中各个角部横坐标和纵坐标的第三坐标关系方程组；
根据所述正极片或负极片已知的至少一条边的边长，通过已知边的两个角部坐标值表示已知的边长，得到关于角部横坐标和纵坐标的第四坐标关系方程组；
根据所述第一坐标关系方程组、第三坐标关系方程组以及第四坐标关系方程组，计算得到各个角部的横坐标值和纵坐标值。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三坐标关系方程组通过如下公式表示：
Figure 663398DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 584081DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 385815DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，(x1,y1)为一个角部的坐标值，(x2,y2)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的角部的坐标值，(x3,y3)为与坐标值为(x1,y1)的角部相邻的另一个角部的坐标值，(x4,y4)为与坐标值为(x1,y1)的角部相对的角部的坐标值；
所述第四坐标关系方程组中的一个方程通过如下公式表示：
Figure 809974DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，ML为已知的边长，(xp,yp)和(xq,yq)分别为已知的边长两端的角部的坐标值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域，包括：
根据负极片各个角部的坐标值，确定负极片区域；
判断正极片的各个角部的坐标值是否位于所述负极片区域内。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述系统的叠片电池的极片错位检测方法，其特征在于，包括：
通过X射线源发射X射线穿透待检极片的各个角部，并在相应的图像探测器上成像，获得正极像群和负极像群；
根据预先设置的标志点，获得所述正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标；
根据正极像群和负极像群中的各个点在所述坐标系中的坐标、X射线源在所述坐标系中的坐标以及预设条件，计算所述待检极片中各层正极片和负极片各个角部的坐标值；
根据各个角部的坐标值判断负极片区域是否大于正极片区域。
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