CN115832169A - 纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池、用电装置 - Google Patents

纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池、用电装置 Download PDF

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CN115832169A CN202210017060.9A CN202210017060A CN115832169A CN 115832169 A CN115832169 A CN 115832169A CN 202210017060 A CN202210017060 A CN 202210017060A CN 115832169 A CN115832169 A CN 115832169A
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林文静
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Abstract

本申请涉及一种纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池以及用电装置,其中,纠偏工艺包括步骤:放卷运输阶段输;第一探测阶段,对极片上至少两个第一探测点分别进行距离检测,以得到任意两个第一距离检测值;纠偏阶段,对任意两个第一距离检测值进行比较得到第一偏差值,并根据第一偏差值对极片进行对应的纠偏补偿,以消除第一偏差值。本申请根据第一偏差值判断极片是否存在波浪边的现象,以及得到极片波浪边的变化距离;由此,对极片进行与波浪边变化大小相等、变化方向相反的纠偏,对极片的波浪边进行对应的补偿,从而确保极片在后续卷绕或叠片过程中保持稳定,提高电池质量。

Description

纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池、用电装置
技术领域
本发明涉及电池生产设备技术领域,特别是涉及一种纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
电池是由极片经过卷绕或者叠片制作而成,而极片需经过切片处理得到符合要求的对应尺寸。在极片的切片处理过程中,由于切片设备的机械误差或切片过程中的其他因素影响,导致极片出现波浪边现象。波浪边现象将影响极片后续的卷绕或叠片,从而影响由极片卷绕或叠片而成的电池的质量。此外,采用卷绕设备或者叠片设备对极片进行卷绕或叠片时,由于卷绕设备及叠片设备同样存在一定的机械误差,因此会进一步增加极片波浪边现象的产生几率。
基于上述情况,有必要提供一种能够改善极片波浪边的纠偏工艺及极片纠偏装置。
发明内容
基于此,有必要针对极片存在波浪边现象而影响后续的卷绕及叠片的问题,提供一种纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池以及用电装置,以改善极片的波浪边现象。
第一方面,本申请提供一种纠偏工艺,包括步骤:
放卷运输阶段,对极片进行放卷并沿预设方向运输;第一探测阶段,对所述极片上沿所述预设方向上间隔设置的至少两个第一探测点分别进行距离检测,以得到每一所述第一探测点相对第一基准位置沿第一方向的第一距离检测值;其中,所述极片具有沿所述第一方向位于一侧的第一侧面,所述第一探测点位于所述第一侧面上,所述第一基准位置与所述第一侧面沿所述第一方向间隔设置;
纠偏阶段,对任意两个所述第一距离检测值进行比较得到第一偏差值,并根据所述第一偏差值对所述极片进行对应的纠偏补偿,以消除所述第一偏差值。
通过比较任意两个第一距离检测值,能够得到极片在第一方向上的变化量,由此,即可判断极片是否存在波浪边及极片波浪边的弧度大小。
在一些实施例中,在所述第一探测阶段步骤中,按照第一预定时间对所述至少两个第一探测点进行多次所述距离检测,以得到由多个所述第一偏差值形成的第一时间偏差曲线,在所述纠偏阶段步骤中,根据所述第一时间偏差曲线,形成相应的第一时间纠偏曲线,以对所述极片进行实时纠偏。
通过第一时间偏差曲线的形状及走势,能够快速直观的判断极片的波浪边弧度变化,从而判断极片的生产质量,进一步地,通过第一时间偏差曲线与第一时间纠偏曲线之间的比较,也能够更直观的体现对极片的纠偏效果。
在一些实施例中,所述纠偏工艺还包括步骤:
第二探测阶段,在其中两个所述第一探测点之间设置第二探测点,并对所述第二探测点进行距离检测,以得到所述第二探测点相对第二基准位置沿第二方向的第二距离检测值;其中,所述极片具有沿所述第二方向位于一侧的第二侧面,所述第二探测点位于所述第二侧面上,所述第二基准位置与所述第二侧面沿所述第二方向间隔设置,所述第二方向与所述第一方向相垂直;
所述纠偏阶段步骤还包括:
通过所述第二距离检测值得到第二偏差值,根据所述第二偏差值与所述第一偏差值之和对所述极片进行对应的纠偏补偿,以消除所述第一偏差值与所述第二偏差值。
通过对第二探测点进行距离检测,能够得到极片在第二方向上的第二距离检测值,对极片沿第二方向的变形量转换为第一方向上的补偿量,从而使极片的纠偏更加精确。
在一些实施例中,在所述纠偏阶段步骤中,所述第二距离检测值包括所述第二探测点在所述第一方向上的投影长度a及所述第二探测点在所述第二方向上与所述极片之间的距离b,根据以下公式得到所述第二偏差值Δd2
Figure BDA0003460162070000031
通过第二距离检测值能够计算得出极片在第一方向上的第二偏差值,将第二偏差值补偿至第一偏差值上,再对第一偏差值与第二偏差值之和进行统一纠偏,由此,能够更精确的对极片进行纠偏。
在一些实施例中,在所述第二探测阶段步骤中,按照第二预定时间对所述第二探测点进行多次所述距离检测,以得到由多个所述第二偏差值形成的第二时间偏差曲线,在所述纠偏阶段步骤中,根据所述第二时间偏差曲线,形成相应的第二时间纠偏曲线,以对所述极片进行实时纠偏。
通过第二时间偏差曲线的形状及走势,能够快速直观的判断极片的波浪边弧度变化,从而判断极片的生产质量,进一步地,通过第二时间偏差曲线与第二时间纠偏曲线之间的比较,也能够更直观的体现极片的纠偏效果。
第二方面,本申请提供一种极片纠偏装置,包括:
放卷装置,用于对所述极片进行放卷;
运输装置,用于对所述放卷后的所述极片沿预设方向运输;
纠偏装置,与所述放卷装置沿所述预设方向间隔设置,且位于所述放卷装置的下游;及
感应装置,设于所述放卷装置与所述纠偏装置之间,用于对所述极片上沿所述预设方向上间隔设置的至少两个第一探测点分别进行距离检测,以得到每一所述第一探测点相对第一基准位置沿第一方向的第一距离检测值;其中,所述极片具有沿所述第一方向位于一侧的第一侧面,所述第一探测点位于所述第一侧面上,所述第一基准位置与所述第一侧面沿所述第一方向间隔设置,所述纠偏装置用于对任意两个所述第一距离检测值进行比较得到第一偏差值,并根据所述第一偏差值对所述极片进行对应的纠偏补偿,以消除所述第一偏差值。
在一些实施例中,所述纠偏装置包括沿所述预设方向间隔设置的第一纠偏辊与第二纠偏辊,所述极片依次缠绕所述第一纠偏辊及所述第二纠偏辊,所述第一纠偏辊及所述第二纠偏辊可同步摆动,以沿所述第一方向对所述极片进行纠偏。
在一些实施例中,所述感应装置包括沿所述预设方向间隔设置的第一感应器与第二感应器,所述第一感应器用于探测其中一个所述第一探测点,以得到一个所述第一距离检测值,所述第二感应器用于探测其中另一所述第一探测点,以得到另一个所述第一距离检测值。
在一些实施例中,所述极片纠偏装置包括设于所述第一感应器与所述第二感应器之间的第三感应器,所述第三感应器用于探测所述第二探测点,以得到所述第二距离检测值。
第三方面,本申请提供一种电池单体,包括采用如上所述的纠偏工艺制作的极片。
第四方面,本申请提供一种电池,包括壳体及设于所述壳体内的电池单体,所述电池单体为如上所述的电池单体。
第五方面,本申请提供一种用电装置,包括用电主体及如上所述的电池。
上述的纠偏工艺、极片纠偏装置、电池单体、电池以及用电装置,通过比较任意两个第一距离检测值之间的差值,得到第一偏差值,根据第一偏差值判断极片是否存在波浪边的现象,以及得到极片波浪边的变化距离;由此,对极片进行与波浪边变化大小相等、变化方向相反的纠偏,对极片的波浪边进行对应的补偿,从而确保极片在后续卷绕或叠片过程中保持稳定,提高电池质量。
附图说明
图1为本申请一实施例中车辆的结构示意图;
图2为本申请一实施例中电池的分解结构示意图;
图3为本申请一实施例中电池单体的分解结构示意图;
图4为本申请一实施例中极片纠偏装置的结构示意图;
图5为图4所示极片纠偏装置的局部结构示意图;
图6为图4所示极片纠偏装置的局部结构示意图;
图7为图4所示极片纠偏装置的局部结构示意图;
图中:100-车辆、400-极片纠偏装置、10-电池、20-控制器、30-马达、40-放卷装置、50-纠偏装置、60-感应装置、11-箱体、12-电池单体、51-第一纠偏辊、52-第二纠偏辊、61-第一感应器、62-第二感应器、63-第三感应器、64-第四感应器、111-第一部分、112-第二部分、121-端盖、122-壳体、123-电芯组件、201-极片、1211-电极端子、1231-极耳。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,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至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
动力电池的生产工艺流程通常包含如下步骤:第一步,电极浆料制备,主要是将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起,充分搅拌分散后,形成浆料;第二步,涂布,将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上,并烘干溶剂;第三步,极片冲切,将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状;第四步,卷绕或叠片,将阴阳极片、隔膜装配到一起,完成贴胶后,形成极芯;第五步,组装电池,将上一步生产的极芯装入已经冲好坑的壳体内,并完成顶封、侧封等(还要留个口注液),形成未注液的电池;第六步,注液,将指定量的电解液注入电芯内部;第七步,电池密封,在真空环境中将电芯内部的气体抽出并完成密封。
在上述极片冲切的过程中,理论上经过冲切的极片应具有光滑平直的边缘,然而实际情况中,由于冲切工具的机械误差或者冲切过程中其他因素的影响,极片的冲切边缘并非保持平直,而是存在起伏不定的波浪边。具有波浪边的极片在进行后续的卷绕或叠片时,将会影响组装形成的电池的质量。
现有技术中,在极片进行卷绕或者叠片之前,通常采用蛇形纠偏装置对极片的位置进行纠偏。然而,本发明人注意到,由于蛇形纠偏装置是针对极片进入卷绕或者叠片之前的位置进行纠偏,因此,其纠偏中值为一固定值,其工作原理是使进入卷绕或叠片工序时的极片保持同一进入位置。而极片的波浪边是弧度随机变化的,无法通过一固定值对其进行纠偏。基于此,现有的蛇形纠偏装置的使用,并不能改善极片的波浪边现象。
发明人经过深入的研究和探索,发现可以利用现有的蛇形纠偏装置,将其固定的纠偏中值改变为与极片波浪边弧形相匹配的变化的纠偏中值,使得蛇形纠偏装置能够在极片的运输过程中,针对极片不同位置的不同弧度的波浪边,输出不同大小的纠偏中值,以使极片产生不同大小的纠偏位移,与其自身相应弧度的波浪边相互补偿抵消。
基于以上考虑,为了解决极片存在波浪边现象,且因此影响电池质量的问题,发明人经过深入研究,设计了一种纠偏工艺及极片纠偏装置,通过对极片上某一探测点进行位置感应,得到该探测点在运输过程中位于不同位置时沿极片宽度方向的偏移距离,进而根据该偏移距离的大小,通过蛇形纠偏装置进行相对应的纠偏补偿,使极片沿其宽度方向产生对应的纠偏位移,从而抵消其自身的波浪边。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置,用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆100为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆100的结构示意图。车辆100内部设置有电池10,电池10可以设置在车辆100的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆100的供电,例如,电池10可以作为车辆100的操作电源。车辆100还可以包括控制器20和马达30,控制器20用来控制电池10为马达30供电,例如,用于车辆100的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池10不仅可以作为车辆100的操作电源,还可以作为车辆100的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆100提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池10的爆炸图。电池10包括箱体11和电池单体12,电池单体12容纳于箱体11内。其中,箱体11用于为电池单体12提供容纳空间,箱体11可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体11可以包括第一部分111和第二部分112,第一部分111与第二部分112相互盖合,第一部分111和第二部分112共同限定出用于容纳电池单体12的容纳空间。第二部分112可以为一端开口的空心结构,第一部分111可以为板状结构,第一部分111盖合于第二部分112的开口侧,以使第一部分111与第二部分112共同限定出容纳空间;第一部分111和第二部分112也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分111的开口侧盖合于第二部分112的开口侧。当然,第一部分111和第二部分112形成的箱体11可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池10中,电池单体12可以是多个,多个电池单体12之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体12中既有串联又有并联。多个电池单体12之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体12构成的整体容纳于箱体11内;当然,电池10也可以是多个电池单体12先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体11内。电池10还可以包括其他结构,例如,该电池10还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体12之间的电连接。
其中,每个电池单体12可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体12可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体12的分解结构示意图。电池单体12是指组成电池的最小单元。如图3,电池单体12包括有端盖121、壳体122、电芯组件123以及其他的功能性部件。
端盖121是指盖合于壳体122的开口处以将电池单体12的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖121的形状可以与壳体122的形状相适应以配合壳体122。可选地,端盖121可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖121在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体12能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖121上可以设置有如电极端子1211等的功能性部件。电极端子1211可以用于与电芯组件123电连接,以用于输出或输入电池单体12的电能。在一些实施例中,端盖121上还可以设置有用于在电池单体12的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖121的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖121的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体122内的电连接部件与端盖121,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体122是用于配合端盖121以形成电池单体12的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电芯组件123、电解液以及其他部件。壳体122和端盖121可以是独立的部件,可以于壳体122上设置开口,通过在开口处使端盖121盖合开口以形成电池单体12的内部环境。不限地,也可以使端盖121和壳体122一体化,具体地,端盖121和壳体122可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体122的内部时,再使端盖121盖合壳体122。壳体122可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体122的形状可以根据电芯组件123的具体形状和尺寸大小来确定。壳体122的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电芯组件123是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体122内可以包含一个或更多个电芯组件123。电芯组件123主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳1231。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳1231连接电极端子1211以形成电流回路。
请参阅图4,图4为本申请一实施例中极片纠偏装置的结构示意图。为便于描述,附图仅示出了与本发明实施例相关的结构。本发明一实施例提供了一种纠偏工艺,包括步骤:
S10:放卷运输阶段,对极片201进行放卷并沿预设方向运输
S20:第一探测阶段,对极片201上沿预设方向上间隔设置的两个第一探测点分别进行距离检测,以得到每一个第一探测点相对第一基准位置沿第一方向的第一距离检测值。其中,极片201具有沿第一方向位于一侧的第一侧面,第一探测点位于第一侧面上,第一基准位置与第一侧面沿第一方向间隔设置。
如图5所示,图5为本申请一实施例中极片纠偏装置的局部结构示意图。具体到本实施例中,第一方向具体为极片201的宽度方向。沿预设方向在极片201边缘处依次设置第一感应器61及第二感应器62,分别探测极片201上两个第一探测点在第一感应器61处的第一距离检测值X1及第二感应器62处的第一距离检测值X2。通过比较两个第一距离检测值X1和X2在极片201宽度方向上的变化量,即可判断极片201是否存在波浪边及极片波浪边的弧度大小。
具体地,若其中一个第一距离检测值为X1,另一个第一距离检测值为X2,理论上若极片201不存在波浪边现象,则X1=X2,即两者的差值为零。而如果X1≠X2,则代表极片201存在波浪边,且X1与X2之间的差值越大,代表极片201的波浪边弧度越大。由此,可简单快速的判断极片201是否存在波浪边,并且能够得到极片201波浪边变化弧度的大小。
S30:第二探测阶段,在其中两个第一探测点之间设置第二探测点,并对第二探测点进行距离检测,以得到第二探测点相对第二基准位置沿第二方向的第二距离检测值X3。其中,极片201具有沿第二方向位于一侧的第二侧面,第二探测点位于第二侧面上,第二基准位置与第二侧面沿第二方向间隔设置,第二方向与第一方向相垂直。
请参看图6及图7,图6及图7分别为本申请一实施例中极片纠偏装置的局部结构示意图。具体到本实施例中,第二方向具体为垂直于极片201的方向。由于极片201不仅存在宽度方向上的波浪边,极片201边缘还会沿垂直于极片201的方向翘起。当极片201翘起时,探测点在极片201宽度方向上的位置将发生变化,从而导致纠偏装置的纠偏量出现误差。
因此,为了能够更精确的对极片201进行纠偏补偿,可以在第一感应器61与第二感应器62之间增设第三感应器63。通过第三感应器63对极片201翘起的高度进行感应,并将其换算成极片201宽度方向上的位移,将该位移与第一偏差值Δd1相互结合,即可使纠偏量更加精确。
S40:纠偏阶段,对任意两个第一距离检测值X1和X2进行比较得到第一偏差值Δd1,并根据第一偏差值Δd1对极片进行对应的纠偏补偿,以消除第一偏差值Δd1
得到任意两个第一距离检测值X1及X2后,可根据两者得到第一偏差值Δd1。此时,即可根据该第一偏差值Δd1对极片201进行相应的纠偏。
具体地,沿预设方向在第一感应器61的后方设置纠偏装置50,纠偏装置50可产生与第一偏差值Δd1大小相等、方向相反的纠偏量,对极片201进行纠偏补偿。
S41:通过第二距离检测值X3得到第二偏差值Δd2,根据第二偏差值Δd2与第一偏差值Δd1之和对极片201进行对应的纠偏补偿,以消除第一偏差值Δd1与第二偏差值Δd2
在一些实施例中,在上述第一探测阶段步骤中,按照第一预定时间对至少两个第一探测点进行多次距离检测,以得到由多个第一偏差值Δd1形成的第一时间偏差曲线。在上述纠偏阶段步骤中,根据第一时间偏差曲线,形成相应的第一时间纠偏曲线,以对极片201进行实时纠偏。
在本具体实施例中,对第一偏差值Δd1实时监控,并且将其定时取点,在坐标轴上模拟形成第一时间偏差曲线,该第一时间偏差曲线即可直观地反应极片201波浪边的变化大小。将纠偏装置50的纠偏中值设定为实时变动,且纠偏中值的大小等于第一偏差值Δd1,其方向与第一偏差值Δd1相反,即使纠偏中值等于-Δd1。由此,可以通过纠偏装置50将极片201的波浪边补偿抵消。
进一步地,第二距离检测值X3包括极片201翘起部分在极片201宽度方向上的投影长度a及极片201的翘起高度b,根据以下公式得到第二偏差值Δd2
Figure BDA0003460162070000141
具体地,第三感应器63设置为一高度感应器,且垂直于极片201设置。当极片201边缘翘起时,极片201上第二探测点的第二距离检测值X3与实际距离存在一定偏差,该偏差即为第二偏差值Δd2。通过设置第三感应器63,得到第二探测点的第二距离检测值X3,并且通过上述公式计算得到第二偏差值Δd2,即可补偿极片201边缘发生翘起时在高度方向上的偏差量。结合第一偏差值Δd1与第二偏差值Δd2,可以进一步补偿极片201的高度偏差量,从而更加准确地对极片201波浪边进行纠偏。
在一些实施例中,在上述第二探测阶段步骤中,按照第二预定时间对第二探测点进行多次距离检测,以得到由多个第二偏差值Δd2形成的第二时间偏差曲线。在纠偏阶段步骤中,根据第二时间偏差曲线,形成相应的第二时间纠偏曲线,以对极片201进行实时纠偏。
具体到本实施例中,第二时间偏差曲线即可通过将第二偏差值Δd2补偿至第一时间偏差曲线中得到,即在第一偏差值Δd1的基础上,再增加极片201的高度补偿量,并将纠偏装置50的纠偏中值设置为与第一偏差值Δd1及第二偏差值Δd2之和大小相等、方向相反的第四曲线,从而对极片201的波浪边进行补偿抵消。
基于与上述纠偏工艺相同的构思,本申请还提供一种极片纠偏装置400,包括放卷装置40、运输装置、纠偏装置50以及感应装置60。放卷装置40用于对极片201进行放卷,运输装置用于对放卷后的极片201沿预设方向运输。纠偏装置50与放卷装置40沿预设方向间隔设置,且位于放卷装置40的下游。
感应装置60设于放卷装置40与纠偏装置50之间,用于对极片201上沿预设方向上间隔设置的至少两个第一探测点分别进行距离检测,以得到每一第一探测点相对第一基准位置沿第一方向的第一距离检测值。
其中,极片201具有沿第一方向位于一侧的第一侧面,第一探测点位于第一侧面上,第一基准位置与第一侧面沿第一方向间隔设置。纠偏装置50用于对任意两个第一距离检测值X1和X2进行比较得到第一偏差值Δd1,并根据第一偏差值Δd1对极片201进行对应的纠偏补偿,以消除第一偏差值Δd1
此外,纠偏装置50根据感应装置60所探测的任意两个第一距离检测值X1和X2之间的差值沿极片201的宽度方向对极片201进行纠偏补偿。
进一步地,感应装置60包括沿预设方向间隔设置的第一感应器61与第二感应器62。其中,第一感应器61用于探测其中一个第一探测点,以得到一个第一距离检测值X1。第二感应器62用于探测其中另一第一探测点,以得到另一个第一距离检测值X2
具体地,第一感应器61对其中一个第一探测点进行探测,并得到第一距离检测值X1。与此同时,第二感应器62对另一个第一探测点进行探测,并得到第二距离检测值X2
进一步地,根据任意两个第一距离检测值X1与X2的值即可得到极片201波浪边的变化,当X1与X2相等时,极片201边缘为平直光滑的,不存在波浪边现象。当X1与X2不相等时,极片201存在波浪边现象,且X1与X2之间的差值越大,则代表极片201波浪边的弧度变化越大。
通过第一感应器61与第二感应器62得到极片201的波浪边变化弧度后,通过纠偏装置50输出一个与任意两个第一距离检测值X1与X2之间的差值大小相等、方向相反的纠偏补偿值,通过纠偏装置50对极片201沿波浪边弧度相反的方向进行该纠偏补偿值的调整,使极片201的波浪边得到补偿抵消。
在一些实施例中,纠偏装置50包括沿预设方向间隔设置的第一纠偏辊51与第二纠偏辊52,极片201依次缠绕第一纠偏辊51及第二纠偏辊52。此外,第一纠偏辊51及第二纠偏辊52可同步摆动,以沿第一方向对极片201进行纠偏。
具体到本实施例中,将第一纠偏辊51及第二纠偏辊52平行于极片201间隔设置,将极片201平行于第一纠偏辊51及第二纠偏辊52的轴向穿设于两者之间,并且依次缠绕第一纠偏辊51及第二纠偏辊52。
第一纠偏辊51及第二纠偏辊52能够分别绕其轴向摆动,且两者摆动弧度相同,由此可保持同步摆动。在第一纠偏辊51及第二纠偏辊52分别绕其轴向摆动的过程中,能够对位于其间的极片201进行沿极片201宽度方向上的调整。此外,通过改变纠偏装置50的纠偏中值,即改变第一纠偏辊51及第二纠偏辊52绕其轴向摆动的弧度大小,即可调整极片201在其宽度方向上的位移大小。
更进一步地,极片纠偏装置400包括设于第一感应器61与第二感应器62之间的第三感应器63。第三感应器63用于探测第二探测点,以得到第二距离检测值X3
具体地,第三感应器63为高度感应器,即对极片201翘起的高度进行探测。当极片201边缘发生翘起现象时,第二探测点在极片201宽度方向上的感应距离与其实际距离存在一定的偏差,如果忽略该偏差值,则会导致极片201的纠偏不到位。
因此,通过设置高度感应器,沿垂直于极片201的方向对极片201上的第二探测点进行探测,得到第二探测点的第二距离检测值X3。具体地,第二距离检测值X3包括极片201翘起部分在极片201宽度方向上的投影长度a及极片201的翘起高度b。根据极片201宽度方向上的投影长度a与极片201的翘起高度b可计算得出极片的第二偏差值Δd2,具体计算公式如下:
Figure BDA0003460162070000171
进一步地,将第一偏差值Δd1与第二偏差值Δd2相结合,即可得到极片201的最终偏差值,再通过纠偏装置50对最终偏差值进行纠偏补偿。
需要说明的是,本申请提供的极片纠偏装置400还包括沿极片201的运输方向设置于蛇形纠偏装置70后方的第四感应器64。当极片201经过纠偏装置50进行纠偏补偿之后,通过第四感应器64再次对极片201进行探测,得到第三距离检测值X4。进一步地,将第三距离检测值X4反馈至控制器(图中未示出),与控制器中预设的纠偏目标值进行对比,即可得到极片201的纠偏效果。更进一步地,将第三距离检测值X4与预设的纠偏目标值对比之后的差值反馈至纠偏装置,即可控制纠偏装置50对纠偏过程进行调整,从而能够更精确的对极片201进行纠偏。
基于与上述纠偏工艺相同的构思,本申请还提供了一种电池单体,包括采用如上所述的纠偏工艺制作而成的极片。
基于与上述电池单体相同的构思,本申请还提供了一种电池,包括壳体及设于壳体内的电池单体,该电池单体为如上所述的电池单体。
基于与上述电池相同的构思,本申请还提供了一种用电装置,包括用电主体及如上所述的电池。
本申请具体使用时,在极片201上设置至少两个第一探测点,通过第一感应器61与第二感应器62分别对任意两个第一探测点进行探测,且得到任意两个第一探测点上的第一距离检测值X1与X2。通过比较任意两个第一距离检测值X1与X2,得到第一偏差值Δd1
此外,通过第三感应器63对第二探测点进行探测,得到第二距离检测值X3。此时,由于第二探测点位置的极片201发生翘起,该第二距离检测值X3与第二探测点的实际距离存在一定偏差,根据极片201翘起部分在极片201宽度方向上的投影长度a及极片201的翘起高度b结合公式计算得出该偏差,即第二偏差值Δd2
将第一偏差值Δd1与第二偏差值Δd2相互结合,即可得到极片201的最终偏差距离。通过调整纠偏装置50的纠偏中值,使其与第一偏差值Δd1及第二偏差值Δd2之和相匹配,由此,可以将极片201的波浪边变化抵消,对极片201进行纠偏补偿。
上述实施例中的纠偏工艺、极片纠偏装置400、电池单体、电池以及用电装置,至少具有以下优点:
1)通过第一感应器61与第二感应器62分别测得任意两个第一探测点的第一距离检测值X1与X2,根据X1与X2之间的第一偏差值Δd1能够快速方便的判断极片201是否存在波浪边,以及快速得知极片201波浪边变化弧度的大小,从而能够对极片201的质量进行检测;
2)纠偏装置50能够根据第一偏差值Δd1的大小变化实时调整纠偏中值的数值,使其与极片201的波浪边变化大小相匹配,从而能够实时抵消极片201的波浪边,确保极片201进入卷绕或者叠片时保持平直,提高电池的使用性能;
3)第三感应器63能够进一步地探测极片201沿垂直其自身方向翘起的高度,从而得到第二偏差值Δd2,即极片201的高度补偿量,将第一偏差值Δd1与高度补偿量相结合,能够更精确的对极片201进行纠偏补偿。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,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,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种纠偏工艺,其特征在于,包括步骤:
放卷运输阶段,对极片进行放卷并沿预设方向运输;
第一探测阶段,对所述极片上沿所述预设方向上间隔设置的至少两个第一探测点分别进行距离检测,以得到每一所述第一探测点相对第一基准位置沿第一方向的第一距离检测值;其中,所述极片具有沿所述第一方向位于一侧的第一侧面,所述第一探测点位于所述第一侧面上,所述第一基准位置与所述第一侧面沿所述第一方向间隔设置;
纠偏阶段,对任意两个所述第一距离检测值进行比较得到第一偏差值,并根据所述第一偏差值对所述极片进行对应的纠偏补偿,以消除所述第一偏差值。
2.根据权利要求1所述的纠偏工艺,其特征在于,在所述第一探测阶段步骤中,按照第一预定时间对所述至少两个第一探测点进行多次所述距离检测,以得到由多个所述第一偏差值形成的第一时间偏差曲线,在所述纠偏阶段步骤中,根据所述第一时间偏差曲线,形成相应的第一时间纠偏曲线,以对所述极片进行实时纠偏。
3.根据权利要求1所述的纠偏工艺,其特征在于,所述纠偏工艺还包括步骤:
第二探测阶段,在其中两个所述第一探测点之间设置第二探测点,并对所述第二探测点进行距离检测,以得到所述第二探测点相对第二基准位置沿第二方向的第二距离检测值;其中,所述极片具有沿所述第二方向位于一侧的第二侧面,所述第二探测点位于所述第二侧面上,所述第二基准位置与所述第二侧面沿所述第二方向间隔设置,所述第二方向与所述第一方向相垂直;
所述纠偏阶段步骤还包括:
通过所述第二距离检测值得到第二偏差值,根据所述第二偏差值与所述第一偏差值之和对所述极片进行对应的纠偏补偿,以消除所述第一偏差值与所述第二偏差值。
4.根据权利要求3所述的纠偏工艺,其特征在于,在所述纠偏阶段步骤中,所述第二距离检测值包括所述第二探测点在所述第一方向上的投影长度a及所述第二探测点在所述第二方向上与所述极片之间的距离b,根据以下公式得到所述第二偏差值Δd2
Figure FDA0003460162060000021
5.根据权利要求3所述的纠偏工艺,其特征在于,在所述第二探测阶段步骤中,按照第二预定时间对所述第二探测点进行多次所述距离检测,以得到由多个所述第二偏差值形成的第二时间偏差曲线,在所述纠偏阶段步骤中,根据所述第二时间偏差曲线,形成相应的第二时间纠偏曲线,以对所述极片进行实时纠偏。
6.一种极片纠偏装置,其特征在于,包括:
放卷装置,用于对所述极片进行放卷;
运输装置,用于对所述放卷后的所述极片沿预设方向运输;
纠偏装置,与所述放卷装置沿所述预设方向间隔设置,且位于所述放卷装置的下游;以及
感应装置,设于所述放卷装置与所述纠偏装置之间,用于对所述极片上沿所述预设方向上间隔设置的至少两个第一探测点分别进行距离检测,以得到每一所述第一探测点相对第一基准位置沿第一方向的第一距离检测值;其中,所述极片具有沿所述第一方向位于一侧的第一侧面,所述第一探测点位于所述第一侧面上,所述第一基准位置与所述第一侧面沿所述第一方向间隔设置,所述纠偏装置用于对任意两个所述第一距离检测值进行比较得到第一偏差值,并根据所述第一偏差值对所述极片进行对应的纠偏补偿,以消除所述第一偏差值。
7.根据权利要求6所述的极片纠偏装置,其特征在于,所述纠偏装置包括沿所述预设方向间隔设置的第一纠偏辊与第二纠偏辊,所述极片依次缠绕所述第一纠偏辊及所述第二纠偏辊,所述第一纠偏辊及所述第二纠偏辊可同步摆动,以沿所述第一方向对所述极片进行纠偏。
8.根据权利要求6所述的极片纠偏装置,其特征在于,所述感应装置包括沿所述预设方向间隔设置的第一感应器与第二感应器,所述第一感应器用于探测其中一个所述第一探测点,以得到一个所述第一距离检测值,所述第二感应器用于探测其中另一所述第一探测点,以得到另一个所述第一距离检测值。
9.根据权利要求8所述的极片纠偏装置,其特征在于,所述极片纠偏装置包括设于所述第一感应器与所述第二感应器之间的第三感应器,所述第三感应器用于探测所述第二探测点,以得到所述第二距离检测值。
10.一种电池单体,其特征在于,包括采用如权利要求1-5中任意一项所述的纠偏工艺制作的极片。
11.一种电池,其特征在于,包括壳体及设于所述壳体内的电池单体,所述电池单体为如权利要求10所述的电池单体。
12.一种用电装置,其特征在于,包括用电主体及如权利要求11所述的电池。
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