CN115360319B - 一种多极耳电芯极片信息追溯方法 - Google Patents
一种多极耳电芯极片信息追溯方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种多极耳电芯极片信息追溯方法，包括如下步骤：S1、获取用于标识极片料卷信息的第一标识；S2、将极片料卷进行划分形成一定数量的极片区域；S3、对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，获取每个极片区域对应极耳的第一信息，建立第一信息与第一标识间的绑定关系；S4、生成卷芯对应的第二标识，建立第二标识与组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息间的绑定关系；S5、通过卷芯上的第二标识追溯到组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息，得到正极极片和负极极片的生产信息。本发明可以精准的实现对极片进行追溯，且不会对极片区域的金属箔材表面造成污染和损坏。
Description
技术领域
本发明涉及电芯制造技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯极片信息追溯方法。
背景技术
卷绕式电芯在生产出后往往需要追溯电芯在生产环节中的信息，例如，当生产出的电芯出现问题时，通过追溯该电芯在各个生产工序中的信息，就能够确认在哪个工序出现问题。基于此，需要在电池生产过程中生成不同工序的信息以便于追溯。
目前的多极耳卷绕式电芯生产过程通常只在各工序收卷时生成对应料卷的信息，例如，在分切工序后经收卷得到极片料卷，然后生成该极片料卷的信息，该极片料卷被用于生产数千张极片。然而，在信息追溯过程中，这将导致使用同一极片料卷生产的数千张极片均只能追溯到该极片料卷的信息，无法追溯到相对应的极片，不便于极片信息的追溯和分析。
公开号为CN114846648A的中国专利，揭示了一种电池信息生成方法及生成系统，它是在金属箔表面按照第一间隔生成第一数量个第一标识，以使第一间隔之间的区域被划分为第一数量个极片区域，且每个极片区域对应一个第一标识。如此，在后续工序中，通过将至少一个工序生成的极片区域信息与第一标识建立绑定，能够以极片为最小单位建立电池生产环节的追溯信息，从而实现更详细的信息追溯。申请人发现上述专利中电池信息生成过程中，为了后续工序能够准确追溯到前端的每一片极片，其是在分切后的每个极片的箔材表面喷涂第一标识，在电池卷绕和叠片之后，再进行极耳的焊接，此种方式，由于是在金属箔材上采用油墨喷码或激光刻码方式，在后续极耳与金属箔材焊接时，则会发生因油墨溶解污染极片或导致极耳焊接不良的问题，或因激光刻码导致极片结构强度不够，存在卷绕时断带风险的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种多极耳电芯极片信息追溯方法，来解决现有的电池信息追溯中，在金属箔材上采用油墨喷码或激光刻码方式建立信息识别码，在后续极耳与金属箔材焊接时，则会发生因油墨溶解污染极片或导致极耳焊接不良的问题，或因激光刻码导致极片结构强度不够，存在卷绕时断带风险的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种多极耳电芯极片信息追溯方法，包括如下步骤：
S1、获取用于标识极片料卷信息的第一标识；
S2、将极片料卷中的整卷极片表面沿长度方向按照一定间隔进行划分，形成一定数量的极片区域，将每个极片区域进行顺序编号；
S3、在极片模切工序中，对每个极片区域表面均模切出相同数量的极耳，对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，并获取每个极片区域对应极耳的第一信息，建立每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系；
S4、在正极极片和负极极片卷绕成为卷芯后，生成卷芯对应的第二标识，建立第二标识与组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息间的绑定关系；
S5、当包含该卷芯的卷绕结构电芯需要进行信息追溯时，通过卷芯上的第二标识追溯到组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息，得到正极极片和负极极片的生产信息。
在上述技术方案的基础上，优选的，将每个极片区域进行顺序编号，并建立每个极片区域对应的第一信息与相应编号的绑定关系。
在上述技术方案的基础上，优选的，对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理的步骤包括：将所有的极片区域上首个极耳做尺寸递减处理，将获取到的每个极片区域上极耳尺寸信息绑定到第一信息中；将每个极片区域对应的第一信息、第一标识及每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系上传至服务器。
进一步，优选的，所述尺寸递减处理是对所有的极片区域上首个极耳的宽度及高度按坐标式进行尺寸递减处理。
更进一步，优选的，所述极片区域上的极耳尺寸信息通过视觉检测设备进行采集，形成第一信息绑定到第一标识中并上传至服务器。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一信息还包括在极片模切工序中，通过视觉检测设备采集极片长度、极片宽度、极片表面质量数据中的至少一种。
进一步，优选的，所述第一信息还包括在极片模切工序中，设备采集的走带速度、切割能量、收卷张力及放卷张力数据中的至少一种。
在上述技术方案的基础上，优选的，在步骤S5中，极片进行卷绕前，通过卷绕设备识别第一标识获取极片料卷信息，并关联极片料卷中的所有极片区域对应的第一信息；
在卷绕放卷前，通过视觉检测设备采集待卷绕极片上首个极耳的高度及宽度数据，将采集到的极耳尺寸数据与服务器中的第一信息进行对比，匹配出相关联的第一信息，并将第一信息与第二标识建立信息绑定。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一标识及第二标识均为二维码、条形码、序列号中的至少一种。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明公开的多极耳电芯极片信息追溯方法，通过对整卷极片进行一定数量的极片区域划分，对每个极片区域表面均模切出相同数量的极耳，对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，并获取每个极片区域对应极耳的第一信息，该第一信息包含极耳的尺寸数据，建立每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系，在卷绕时，通过采集极片卷料中的极片区域上的极耳尺寸，将采集到的极耳尺寸数据与服务器中的第一信息进行对比，匹配出相关联的第一信息，并将第一信息与卷芯生成的第二标识建立信息绑定，使生产后的多极耳电芯能够精准的与极片料卷中的相应的极片进行对应，方便后期极片信息的精准追溯和分析。同时，相对于现有技术中在每个极片区域上建立识别码方式，本发明通过对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，使每个极片区域通过其对应的极耳尺寸数据进行标识区分，在后期卷芯卷绕时，可以使卷芯精准关联到相应极片信息的同时，不会对极片区域的金属箔材表面造成污染和损坏；
(2)对所有的极片区域上首个极耳的宽度及高度按坐标式进行尺寸递减处理，可以使每个极片区域上的极耳具有唯一性标识，方便后续卷绕时通过采集极耳尺寸快速关联到相对应的极片，实现电芯与正极极片或负极极片唯一绑定，方便对极片进行精准追溯；
(3)通过以极片上的尺寸数据为最小单位建立多极耳电芯极片在生产环节的追溯信息，从而得到正极极片和负极极片的生产信息，实现对极片更详细的信息追溯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明公开的多极耳电芯极片信息追溯方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，多极耳卷绕式电芯生产过程通常只在各工序收卷时生成对应料卷的信息，在分切工序后经收卷得到极片料卷，然后生成该极片料卷的信息，该极片料卷被用于生产数千张极片。然而，如果某一卷绕结构电芯出现问题，由于只能通过电池信息追溯到极片料卷的信息，而无法追溯到某个极片的信息，将导致该极片料卷的所有极片均可能被认定为问题极片而报废，造成废料增多，影响企业生产成本。
另外现有技术在解决上述问题时，为了能够精准的追溯到某个极片的信息，采用的方案是在分切后的每个极片的箔材表面喷涂第一标识，在电池卷绕和叠片之后，再进行极耳的焊接，此种方式，由于是在金属箔材上采用油墨喷码或激光刻码方式，在后续极耳与金属箔材焊接时，则会发生因油墨溶解污染极片或导致极耳焊接不良的问题，或因激光刻码导致极片结构强度不够，存在卷绕时断带风险的问题。
有鉴于此，本申请实施例公开了一种多极耳电芯极片信息追溯方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
S1、获取用于标识极片料卷信息的第一标识。
本实施例中极片料卷是已经分条完成的较细料卷，便于后续生产极片，极片料卷生产后，生成第一标识，第一标识可以记录包括但不限于如下信息。如：极片料卷的箔材材质、箔材的宽度、厚度、长度及分条设备参数。第一标识可以是条形码、二维码或序列号中的至少一种，通过将上述信息绑定到第一标识中，在后续生产极片过程中，通过扫描第一标识，即可获取该极片料卷的相关信息。
在本实施例中，极片料卷可以是铜箔料卷，也可以是铝箔料卷，或者其他金属材料料卷，其中，铜箔料卷常用于生产负极极片，铝箔料卷常用于生产正极极片。本申请实施例中所涉及的电芯为多极耳卷绕结构电芯。
S2、将极片料卷中的整卷极片表面沿长度方向按照一定间隔进行划分，形成一定数量的极片区域，将每个极片区域进行顺序编号。
由于分条后极片料卷的长度较长，而单个卷绕式电芯所需要的正极极片和负极极片的长度较小，因此，为了方便在卷绕时每个电芯所使用的极片长度一致，本实施例将整卷极片沿长度方向按照一定间隔进行划分，形成一定数量的极片区域，每个极片区域的长度相同，相邻两个极片区域间隔处形成有Mark标识孔位，方便后续卷绕时从间隔处切断。在进行极片区域划分时，沿整卷极片长度方向对每个极片区域进行顺序编号，值得注意的是，分切设备按照一定间隔分切时，系统自动按序进行编号，并记录在系统中，例如，极片料卷从头到尾的编号依次为01.02.03等。
在本实施例中，极片区域可以是划分后的正极极片，也可以是负极极片，以下正极极片和负极极片统称为极片区域。
S3、由于本实施例是涉及多极耳电芯极片生产，作为现有技术而言，多极耳电芯极片上的极耳是沿极片长度方向等间距设置，在极片卷绕后，所有的正极极耳沿电芯厚度方向相互对齐，再将所有的正极极耳进行焊接在一起；所有的负极极耳沿电芯厚度方向相互对齐，再将所有的负极极耳进行焊接在一起。因此，在极片模切工序中，对每个极片区域表面均模切出相同数量的极耳，通常情况下，极片在模切过程中，所有的极片区域对应的极耳尺寸形状切割后均是一致的。这就导致，后续在电芯卷绕后，多个电芯使用同一批次的极片料卷时，电芯上的极片尺寸数据均一致，如果通过对极片尺寸去追溯该电芯使用了极片料卷中那一片极片，这将无法实现，从而导致需要将整卷极片料卷进行隔离追溯。
为此，本实施例对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，并获取每个极片区域对应极耳的第一信息，建立每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系。通过将每个极片区域上的首个极耳尺寸均设置不相同，然后将尺寸信息通过系统归属为第一信息，并每个极片区域对应的第一信息通过系统绑定到第一标识中，通过扫描第一标识，即可获取极片料卷中所有极片区域对应的第一信息，该第一信息重点包括极耳的尺寸。
将极片区域上首个极耳做尺寸差异化处理，其他极耳尺寸不变，不影响后续卷绕后极耳的焊接，基本不影响极耳的过流能力。
每个极片S4、在正极极片和负极极片卷绕成为卷芯后，生成卷芯对应的第二标识，建立第二标识与组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息间的绑定关系。
在本实施例中，极片进行卷绕前，通过卷绕设备识别第一标识获取极片料卷信息，并关联极片料卷中的所有极片区域对应的第一信息；
在卷绕放卷前，通过视觉检测设备采集待卷绕极片上首个极耳的高度及宽度数据，将采集到的极耳尺寸数据与服务器中的第一信息进行对比，匹配出相关联的第一信息，并将第一信息与第二标识建立信息绑定。其中，当前卷芯在卷绕时，关联到相应极片的第一信息后，在卷绕后，系统生成第二标识，并将第二标识与将这些极片的第一信息建立绑定关系。
S5、当包含该卷芯的卷绕结构电芯需要进行信息追溯时，通过卷芯上的第二标识追溯到组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息，得到正极极片和负极极片的生产信息。
采用上述技术方案，通过对整卷极片进行一定数量的极片区域划分，对每个极片区域表面均模切出相同数量的极耳，对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，并获取每个极片区域对应极耳的第一信息，该第一信息包含极耳的尺寸数据，建立每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系，在卷绕时，通过采集极片卷料中的极片区域上的极耳尺寸，将采集到的极耳尺寸数据与服务器中的第一信息进行对比，匹配出相关联的第一信息，并将第一信息与卷芯生成的第二标识建立信息绑定，使生产后的多极耳电芯能够精准的与极片料卷中的相应的极片进行对应，方便后期极片信息的精准追溯和分析。同时，相对于现有技术中在每个极片区域上建立识别码方式，本发明通过对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，使每个极片区域通过其对应的极耳尺寸数据进行标识区分，在后期卷芯卷绕时，可以使卷芯精准关联到相应极片信息的同时，不会对极片区域的金属箔材表面造成污染和损坏。
在本实施例中，在进行极片区域划分时，沿整卷极片长度方向对每个极片区域进行顺序编号，值得注意的是，分切设备按照一定间隔分切时，系统自动顺序进行编号，并记录在系统中。每个极片区域获取到的第一信息和相应的编号对应绑定，并上传存储在系统中。同时每个极片区域获取到的第一信息均和第一标识建立绑定关系，即，扫描第一标识时，可以获取所有极片区域对应的第一信息，且每个极片区域均对应一个编号，实现所有极片区域上对应的信息均包含在第一标识中。
另外，本实施例还通过将每个极片区域对应的第一信息、第一标识及每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系上传至服务器；服务器可以是MES系统，通过服务器获取到第一标识中记载的极片料卷中一些数据信息，及每个极片区域的第一信息，及除第一信息以外的其他信息。
在本实施例中，对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理的步骤包括：将所有的极片区域上首个极耳做尺寸递减处理，将获取到的每个极片区域上极耳尺寸信息绑定到第一信息中。通过将极片料卷上所有的极片区域的首个极耳做尺寸递减处理，可以实现所有极片区域相互区别，从而通过获取极片区域对应的极耳尺寸来进行每个极片区域的标识，通过极耳尺寸的差异化建立所有极片区域标识，将所有的极片区域通过极耳尺寸差异进行区分，区别于现有技术中在极片区域设置喷码或刻码方式，本实施例的方式，不会对极片造成污染或机械强度的损伤。
具体的，尺寸递减处理是对所有的极片区域上首个极耳的宽度及高度按坐标式进行尺寸递减处理。在本实施例中，极片区域上的所有极耳在初始切割时，极耳的高度和宽度是设计定值，将极片区域上首个极耳极耳高度与宽度做递减处理，当极耳高度递减范围为0-9mm区间，极耳宽度递减范围为0-9mm区间，设定极耳宽度为40mm，高度为25mm，通过尺寸设计：极耳宽度适配范围为40mm-30mm，极耳高度适配范围为25mm-15mm，则可使得100片极片独立区分。当然，本实施例对极耳尺寸的递减范围不限定于上述实施方式，可以进行灵活设计。具体来说，可以根据极片划分的片数，来设定极耳尺寸递减范围。
值得注意的是，本实施例虽然对每个极片区域首个极耳进行尺寸递减处理，但由于在多极耳极片卷绕时，所有的正极耳在电芯厚度方向对齐，所有的负极耳在电芯厚度方向对齐，同时做过递减处理的首个极耳位于卷绕初始端，因此，递减后的极耳位于电芯最外侧，由于极片上的极耳数量较多，且电芯最外侧的极耳尺寸递减较小，在后续多个极耳焊接在一起后，并不影响极耳的过流能力，也不会影响极耳焊接性能。另外，通过对每个极片区域首个极耳进行尺寸递减处理，递减处理的首个极耳位于电芯卷绕初始端，方便在后续电芯卷绕时，可以通过视觉采集设备快速获取正极片或负极片首端的极耳尺寸，从而通过采集到的极耳尺寸数据与服务器中的第一信息进行对比，匹配出相关联的第一信息，并将第一信息与卷芯生成的第二标识建立信息绑定，使生产后的多极耳电芯能够精准的与极片料卷中的相应的极片进行对应，方便后期极片信息的精准追溯和分析。
在本实施例中，极片区域上的极耳尺寸信息通过视觉检测设备进行采集，视觉检测设备可以是CCD系统，其包括CCD及与CCD连接的处理器，CCD用于获取图像，所述处理器用于对图像进行处理。视觉检测设备采集每个极片区域对应的极耳尺寸信息然后形成每个极片区域对应的第一信息，再绑定到第一标识中并上传至服务器。使服务器记载每个极片料卷对应的多有极片区域的极耳尺寸信息。
在本实施例中，第一信息还包括在极片模切工序中，通过视觉检测设备采集极片长度、极片宽度、极片表面质量数据中的至少一种。通过视觉检测设备获取极片除极耳以外的数据，可以更多更详细的将获取到的极片记载到第一信息中，并绑定到第一标识中，从而方便后续电芯在追溯时，精准的追溯到相对应的极片，从而分析极片在生产过程中的工艺参数。
在本实施例中，第一信息还包括在极片模切工序中，设备采集的走带速度、切割能量、收卷张力及放卷张力数据中的至少一种。由此设置，在极片模切过程中，每一片极片均可以通过设备获取切割时的工艺参数，连通极片的基本数据参数一并记载到第一信息中，并绑定到第一标识中，从而方便后续电芯在追溯时，提高了追溯信息生成的智能程度，更有利于后续的信息追溯，并精准的追溯到相对应的极片，从而分析极片在生产过程中的工艺参数。
在本实施例中，第一标识及第二标识均为二维码、条形码、序列号中的至少一种。通过设备上的扫码器可以读取第一标识和第二标识上记载的数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多极耳电芯极片信息追溯方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取用于标识极片料卷信息的第一标识；
S2、将极片料卷中的整卷极片表面沿长度方向按照一定间隔进行划分，形成一定数量的极片区域，将每个极片区域进行顺序编号；
S3、在极片模切工序中，对每个极片区域表面均模切出相同数量的极耳，对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理，并获取每个极片区域对应极耳的第一信息，建立每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系；
S4、在正极极片和负极极片卷绕成为卷芯后，生成卷芯对应的第二标识，建立第二标识与组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息间的绑定关系；
S5、当包含该卷芯的卷绕结构电芯需要进行信息追溯时，通过卷芯上的第二标识追溯到组成该卷芯的正极极片和负极极片的第一信息，得到正极极片和负极极片的生产信息；
将每个极片区域进行顺序编号，并建立每个极片区域对应的第一信息与相应编号的绑定关系；将每个极片区域对应的第一信息、第一标识及每个极片区域对应的第一信息与第一标识间的绑定关系上传至服务器；
对每个极片区域上的首个极耳做尺寸差异化处理的步骤包括：将所有的极片区域上首个极耳做尺寸递减处理，将获取到的每个极片区域上极耳尺寸信息绑定到第一信息中；
在步骤S5中，极片进行卷绕前，通过卷绕设备识别第一标识获取极片料卷信息，并关联极片料卷中的所有极片区域对应的第一信息；
在卷绕放卷前，通过视觉检测设备采集待卷绕极片上首个极耳的高度及宽度数据，将采集到的极耳尺寸数据与服务器中的第一信息进行对比，匹配出相关联的第一信息，并将第一信息与第二标识建立信息绑定。
2.如权利要求1所述的多极耳电芯极片信息追溯方法，其特征在于：所述尺寸递减处理是对所有的极片区域上首个极耳的宽度及高度按坐标式进行尺寸递减处理。
3.如权利要求2所述的多极耳电芯极片信息追溯方法，其特征在于：所述极片区域上的极耳尺寸信息通过视觉检测设备进行采集，形成第一信息绑定到第一标识中并上传至服务器。
4.如权利要求1所述的多极耳电芯极片信息追溯方法，其特征在于：所述第一信息还包括在极片模切工序中，通过视觉检测设备采集极片长度、极片宽度、极片表面质量数据中的至少一种。
5.如权利要求4所述多极耳电芯极片信息追溯方法，其特征在于：所述第一信息还包括在极片模切工序中，设备采集的走带速度、切割能量、收卷张力及放卷张力数据中的至少一种。
6.如权利要求1所述的多极耳电芯极片信息追溯方法，其特征在于：所述第一标识及第二标识均为二维码、条形码、序列号中的至少一种。
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