CN115841445A - 对复合料带的阴极极片进行检测的方法、装置和系统 - Google Patents

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CN115841445A CN202210405673.XA CN202210405673A CN115841445A CN 115841445 A CN115841445 A CN 115841445A CN 202210405673 A CN202210405673 A CN 202210405673A CN 115841445 A CN115841445 A CN 115841445A
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Abstract

本申请提供一种对复合料带的阴极极片进行检测的方法、装置、系统、电子设备、叠片机、计算机可读存储介质及计算机程序产品。方法包括：利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，检测图像包括极片本体区域；从检测图像中提取极片本体区域；以及对极片本体区域进行检测，以确定极片本体区域存在的漏金属缺陷。本申请实施例的技术方案可以针对在叠片机上所传输的复合料带进行检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上存在的漏金属缺陷。

Description

对复合料带的阴极极片进行检测的方法、装置和系统
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及电池生产检测技术领域，具体涉及一种对复合料带的阴极极片进行检测的方法、装置、系统、电子设备、叠片机、计算机可读存储介质及计算机程序产品。
背景技术
可充电电池可以包括通过串联和/或并联方式连接的多个电池单体。电池单体是电池中提供能量来源的最小单元。电芯组件是电池单体中发生电化学反应的关键部件，其主要结构包括阳极极片、阴级片、以及将阳极极片和阴级片间隔开的隔膜。根据不同的生产工艺，电芯组件可以分为叠片式电芯组件和卷绕式电芯组件等。相比卷绕式电芯组件，叠片式电芯组件由于具有容量高、内阻小、可适用更多形状设计的特点，因此应用场景更加广泛。叠片式电芯组件的叠片工艺主要在叠片机中进行。
如何提高叠片式电芯组件的生产良品率，是本领域中亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种对复合料带的阴极极片进行检测的方法、装置、系统、电子设备、叠片机、计算机可读存储介质及计算机程序产品。
本申请第一方面的实施例提供一种对复合料带的阴极极片进行检测的方法，包括：利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，检测图像包括极片本体区域；从检测图像中提取极片本体区域；以及对极片本体区域进行检测，以确定极片本体区域存在的漏金属缺陷。
本申请实施例的技术方案中，可以针对叠片机上所传输的复合料带进行检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。由此，一方面提高了阴极极片漏金属缺陷的检测效率；另一方面，在叠片式电芯组件的生产过程中及时检测到漏金属缺陷还能减少后续生成过程中的材料浪费。
在一些实施例中，对极片本体区域进行检测，以确定极片本体区域存在的漏金属缺陷包括：基于极片本体区域的像素值进行检测。由于检测图像中的像素值便于获取以及运算，因此基于极片本体区域的像素值，能够高效地对极片本体区域进行漏金属检测。在极片本体区域中存在漏金属区域的情况下，该漏金属区域的像素值与其他正常区域相比会存在一定偏差。由此，通过基于每个极片本体区域的像素值进行漏金属检测，可以提高针对漏金属的检测准确率。
在一些实施例中，基于极片本体区域的像素值进行检测包括：确定极片本体区域是否包括至少一个疑似缺陷区域，每个疑似缺陷区域中的任一像素的像素值在第一像素值范围内；以及响应于确定极片本体区域包括至少一个疑似缺陷区域并且至少一个疑似缺陷区域满足预设条件，确定该极片本体区域存在漏金属缺陷。当检测到疑似缺陷区域时，意味着漏金属区域的面积可能大于工艺要求。当疑似缺陷区域满足预设条件时，再确定该区域存在漏金属，不仅可以准确检测到不符合工艺要求的漏金属区域，还能够避免误检，从而进一步提升漏金属的检测效率。
在一些实施例中，预设条件包括：任意一个疑似缺陷区域的面积大于预设阈值。当所检测到的疑似缺陷区域的面积大于预设阈值(例如工艺要求的漏金属面积阈值)时，意味着漏金属区域的面积不符合工艺要求。
在一些实施例中，确定极片本体区域是否包括至少一个疑似缺陷区域包括：在该极片本体区域中，获取像素值在第一像素值范围内的多个异常像素；以及对多个异常像素进行划分，以使得多个异常像素中的相邻像素位于独立连通的至少一个疑似缺陷区域中。由此，当极片本体区域中存在较多像素值在第一像素值范围内的像素时，通过将多个像素中的相邻像素划分至独立连通的至少一个疑似缺陷区域中，可以分别针对每个疑似缺陷区域判断其是否为漏金属区域，可以进一步提升漏金属检测的准确率。
在一些实施例中，摄像装置为线扫相机，检测图像为叠片机上所传输的复合料带的连续扫描图像。并且，从检测图像中提取极片本体区域包括：从检测图像中截取至少一个图像分片；以及从图像分片中提取极片本体区域。线扫相机更加适用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，可以获得更高的分辨率和更大的采图视野，由此，可以进一步提升漏金属检测的准确率。
在一些实施例中，检测图像还包括包围极片本体区域的隔膜区域、至少部分地包围隔膜区域的支撑辊区域和位于隔膜区域两侧的多个极耳区域，其中，从检测图像中提取极片本体区域包括：至少基于所述检测图像所包括的多个像素的像素值，从所述检测图像中提取所述极片本体区域。由于检测图像中的支撑辊区域、多个极耳区域以及极片本体区域所对应的像素的像素值不同，至少基于这些区域的像素值，去除检测图像中所包含的支撑辊区域、多个极耳区域，可以快速且较为准确地提取到极片本体区域，减少支撑辊区域和多个极耳区域对漏金属检测造成干扰，从而进一步提升漏金属检测的准确率。
在一些实施例中，至少基于检测图像所包括的多个像素的像素值，从检测图像中提取极片本体区域包括：基于支撑辊区域相应的第一像素阈值，从检测图像中去除支撑辊区域，以得到第一中间图像；从第一中间图像中提取出与其边缘相内接的最大矩形区域的图像作为第二中间图像，以去除多个极耳区域；以及基于极片本体区域相应的第二像素阈值，从第二中间图像中提取极片本体区域。由此，不仅能够逐渐地去除所包含的支撑辊区域、多个极耳区域，而且去除多个极耳区域的方式更加准确，从而进一步提升提取到的极片本体区域的准确性，从而进一步提升漏金属检测的准确率。
在一些实施例中，利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像包括：利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带的每一侧面，以获取包括复合料带的检测图像。由此，能够对复合料带的每一侧面均进行漏金属检测。
在一些实施例中，对复合料带的阴极极片进行检测的方法还包括：响应于确定极片本体区域存在漏金属缺陷，输出检测结果，检测结果包括该极片本体区域在复合料带中的位置信息和该极片本体区域的面积中的至少一者。由此，有利于在及时了解复合料带中的漏金属区域的具体位置、面积等情况，从而可以辅助分析产生漏金属的原因，以及时对叠片机的相关零部件进行适应调整。
本申请第二方面的实施例提供一种对复合料带的阴极极片进行检测的装置，包括：图像获取单元，被配置为利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，检测图像包括极片本体区域；区域提取单元，被配置为从检测图像中提取极片本体区域；以及漏金属检测单元，被配置为对极片本体区域进行检测，以确定极片本体区域存在的漏金属缺陷。
本申请第三方面的实施例提供一种电子设备，包括至少一个处理器以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行根据前述方面的对复合料带的阴极极片进行检测的方法。
本申请第四方面的实施例提供一种对复合料带的阴极极片进行检测的系统，包括：至少一个摄像装置，用于拍摄叠片机上所传输的复合料带；以及根据上述的电子设备。由此，可以针对在叠片机上所传输的复合料带进行漏金属检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。这一方面提高了极片漏金属缺陷的检测效率；另一方面，在叠片式电芯组件的生产过程中及时检测到漏金属缺陷还能减少后续生成过程中的材料浪费。
在一些实施例中，至少一个摄像装置包括用于拍摄复合料带的第一侧表面的第一线扫相机和用于拍摄复合料带的与所述第一侧表面相对的第二侧表面的第二线扫相机，并且系统还包括用于为第一线扫相机的图像采集区域提供照明的第一线光源，以及用于为第二线扫相机的图像采集区域提供照明的第二线光源。线扫相机更加适用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，可以获得更高的分辨率和采图视野，线光源用于为其提供照明。
在一些实施例中，该对复合料带的阴极极片进行检测的系统还包括：第一支撑辊，第一支撑辊被配置为在第一线扫相机的图像采集区域内抵接复合料带的第二侧表面；与第一支撑辊连接的第一编码器，第一编码器被配置为随复合料带在第一支撑辊上的行进，向第一线扫相机发送脉冲信号，以触发第一线扫相机逐行拍摄复合料带的第一侧表面；第二支撑辊，第二支撑辊被配置为在第二线扫相机的图像采集区域内抵接复合料带的第一侧表面；以及与第二支撑辊连接的第二编码器，第二编码器被配置为随复合料带在第二支撑辊上的行进，向第二线扫相机发送脉冲信号，以触发第二线扫相机逐行拍摄复合料带的第二侧表面。第一支撑辊和第二支撑辊能够将复合料带绷紧，这有利于准确捕获复合料带的图像，从而提高缺陷检测的准确性。
本申请第五方面的实施例提供一种叠片机，包括根据前述方面的系统。在叠片机的叠片工艺中便可以检测出复合料带的漏金属缺陷，利于及时对叠片机的相关部件进行调整。
本申请第六方面的实施例提供一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质，计算机指令配置为使计算机执行如前述方面的对复合料带的阴极极片进行检测的方法。
本申请第七方面的实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如前述方面的对复合料带的阴极极片进行检测的方法。
本申请以上实施例可以在叠片工艺中检测出复合料带的漏金属缺陷，利于及时对叠片机的相关部件进行调整，可以有效控制隔膜存在漏金属缺陷的电芯组件流出，以及减少生产材料的浪费。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1为叠片式电芯组件的拆分结构示意图；
图2为相关技术的叠片机的结构框图；
图3为本申请一些实施例对复合料带的阴极极片进行检测的系统的结构示意图；
图4为本申请一些实施例中的图像分片的示意图；
图5为本申请一些实施例对复合料带的阴极极片进行检测的方法的流程示意图；
图6为本申请一些实施例中对复合料带的阴极极片进行检测的示意图；
图7为本申请一些实施例对复合料带的阴极极片进行检测的方法的部分过程的流程示意图；
图8为本申请一些实施例中对复合料带的阴极极片进行检测的另一示意图；
图9为本申请一些实施例对复合料带的阴极极片进行检测的装置的结构框图；以及
图10为本申请一些实施例叠片机的结构框图。
附图标记说明：
100-叠片式电芯组件；110-阳极极片；111-阳极极片本体；112-阳极极耳；120-阴级片；121-阴级极片本体；122-阴级极耳；130-隔膜；
200-叠片机；210-第一裁切机构；220-第一热复合机构；230-第二裁切机构；240-第二热复合机构；250-叠片机构；
300-系统；310-第一摄像装置；320-第二摄像装置；330-第一线光源；340-第二线光源；350-第一支撑辊；360-第二支撑辊；370-第一编码器；380-第二编码器；电子设备-390；
400-图像分片；410-隔膜区域；420-阴极极片本体区域；430-极耳区域；440-支撑辊区域；450-连续图像；460a、460b、460c-疑似缺陷区域；4100-极耳隔膜重叠区域；
810-第一中间图像；820-第二中间图像；
901-图像获取单元；902-区域提取单元；903-漏金属检测单元；
1000-叠片机；1010-第一裁切机构；1020-第一热复合机构；1030-第二裁切机构；1040-第二热复合机构；1050-叠片机构。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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。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申请实施例中的具体含义。
如图1所示，叠片式电芯组件100包括交替排列的多个阳极极片110和多个阴级片120，以及在任意相邻的阳极极片110和阴级片120之间设置的隔膜130。阳极极片110包括设有活性物质的阳极极片本体111和未设有活性物质层的阳极极耳112，阴级片120包括设有活性物质的阴级极片本体121和未设有活性物质层的阴级极耳122。在锂离子电池单体(以下简称电池单体)内部，叠片式电芯组件100被电解液浸润，锂离子以电解液为介质在电池单体的阳极和阴级之间运动，从而可以使电池单体实现充电与放电，隔膜130的作用是允许锂离子自由通过，而不允许电子通过，从而防止电池单体的阳极和阴级之间通过电解液发生短路。
叠片式电芯组件的叠片工艺主要在叠片机中进行。如图2所示，相关技术中，叠片机200包括依次设置的第一裁切机构210、第一热复合机构220、两个第二裁切机构230、第二热复合机构240以及叠片机构250。第一裁切机构210用于从第一极片料带上裁切出第一极片料段。第一热复合机构220用于将第一隔膜和第二隔膜与第一极片料段的两侧表面热复合以形成初级复合料带。两个第二裁切机构230用于一一对应地从第二极片料带和第三极片料带上裁切出第二极片和第三极片，第二极片料带和第三极片料带的极性相同(可以采用相同的材料和结构)并且与第一极片料带的极性相反。第二热复合机构240用于交替的将第二极片和第三极片与初级复合料带的两侧表面热复合以形成二级复合料带(本文在以下描述中简称为复合料带，其截面结构例如图3所示)。叠片机构250用于对复合料带进行叠片和裁切，以形成叠片组件。
叠片机200的叠片机构250按照Z字形折叠方式对待切割单元310进行折叠并进行切割后，可以得到叠片组件。之后，可以进行电芯组件的后续生产工艺，例如热压、极耳焊接等。
相关技术中，对于叠片式电芯组件的品质检测安排在叠片工艺之后，一般是使用X射线成像仪环绕叠片式电芯组件进行扫描，然后根据扫描影像来判断叠片式电芯组件的极片是否存在缺陷。X射线成像仪的工作原理为：当X射线照射样品时，其透过强度不仅与X射线的能量有关，同时与样品材料的物质密度和厚度有关，物质密度越小以及厚度越薄则X射线就越容易透过。X射线照射样品后，通过图像接收转换装置将X射线的透过强度以灰度对比的明暗差异来成像，从而形成X射线的扫描影像。
本申请的发明人注意到，复合料带在叠片机中被输送时，可能因传动辊上存在异物、碾压、绷紧力不当或其它机械原因而造成金属外漏(即，阴级极片本体上的活性物质层脱落)。即便一些相关技术采用适当手段能够检测出电芯组件中的漏金属缺陷，然而，由于检测反馈滞后，相关人员不能及时对叠片机进行适应调整，在发现阴级极片上的漏金属缺陷时，叠片机可能已大量生产，因此，仍可能造成生产材料的较大浪费。如何提高叠片式电芯组件的生产良品率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
基于发现的上述技术问题，发明人经过深入研究，提供了一种对复合料带的阴极极片进行检测的方法、装置、系统、电子设备、叠片机、计算机可读存储介质及计算机程序产品，可以在叠片式电芯组件的生产过程中，实时且准确地检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷，从而可以提高叠片式电芯组件的生产良品率。
本申请实施例方案利用计算机视觉技术，首先，利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，检测图像包括极片本体区域；然后，从检测图像中提取极片本体区域；然后对极片本体区域进行检测，以确定该极片本体区域存在的漏金属缺陷。本申请实施例的技术方案中，可以针对在叠片机上传输的复合料带进行漏金属检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。由此，一方面提高了极片漏金属缺陷的检测效率；另一方面，在叠片式电芯组件的生产过程中及时检测到漏金属缺陷还能减少后续生成过程中的材料浪费。
如图3所示，本申请一些实施例提供的对复合料带的阴极极片进行检测的系统300。该系统300的主要硬件配置包括至少一个摄像装置(例如，第一摄像装置310、第二摄像装置320)和电子设备390。电子设备390与至少一个摄像装置分别连接，用于基于摄像装置320采集的图像信息，对复合料带进行检测(具体的检测方法将在下文描述)。
第一摄像装置310用于采集复合料带的一侧表面的图像信息，第二摄像装置320用于采集复合料带的另一侧表面的图像信息，电子设备390与第一摄像装置310和第二摄像装置320分别连接，用于基于第一摄像装置310或第二摄像装置320采集的图像信息，对复合料带的两侧表面进行检测。
电子设备390与第一摄像装置310和第二摄像装置320可以采用有线连接方式或者无线连接方式进行通信。由于第一摄像装置310和第二摄像装置320进行图像采集的主要目标在复合料带，因此，可以将第一摄像装置310和第二摄像装置320布置在叠片机的第二热复合机构和叠片机构之间的适当位置。
第一摄像装置310和第二摄像装置320的具体类型不限，可以采用常规的面阵工业相机，也可以采用线扫相机。
由此，通过利用摄像装置对在叠片机上所传输的复合料带进行拍摄，并进一步进行漏金属检测，从而可以在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。
在本申请的一些实施例中，至少一个摄像装置包括用于拍摄复合料带的第一侧表面的第一线扫相机310和用于拍摄复合料带的与第一侧表面相对的第二侧表面的第二线扫相机320。对复合料带的阴极极片进行检测的系统300还可以包括用于为第一线扫相机的采集区域提供照明的第一线光源330，以及用于为第二线扫相机的采集区域提供照明的第二线光源340。
线扫相机也称线阵相机，用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，可以获得更高的分辨率和更大的采图视野。通过逐行采集运动中被测物体的图像信息，理论上可以得到一无限延伸的连续图像。通过软件智能处理，可以从连续图像中截取出图像分片，电子设备可以针对该图像分片进行实时处理或放入缓存稍后进行处理。
第一线光源330和第二线光源340用于为各自对应的线扫相机提供照明。以第一线光源330和第一线扫相机为例，其相对安装位置应满足：第一线光源330聚焦在复合料带上形成的窄条亮带，应当与第一线扫相机的传感器平行，这样可以使线扫相机获得较佳的拍摄品质。第一线光源330和第二线光源340的具体类型不限，例如可以为LED光源、卤素灯、高频荧光灯等等。
如图3所示，在一些实施例中，对复合料带的阴极极片进行检测的系统300还包括：第一支撑辊350、与第一支撑辊350连接的第一编码器370、第二支撑辊360和与第二支撑辊360连接的第二编码器380。其中，第一支撑辊350被配置为在第一线扫相机的图像采集区域内抵接复合料带的第二侧表面；第一编码器370被配置为随复合料带在第一支撑辊350上的行进，向第一线扫相机发送脉冲信号，以触发第一线扫相机逐行拍摄复合料带的第一侧表面。第二支撑辊360被配置为在第二线扫相机的图像采集区域内抵接复合料带的第一侧表面；第二编码器380被配置为随复合料带在第二支撑辊上的行进，向第二线扫相机发送脉冲信号，以触发第二线扫相机逐行拍摄复合料带的第二侧表面。
编码器能够将旋转的角度转换成脉冲信号。以第一支撑辊350为例，当第一支撑辊350持续旋转时，每转动一个单位角度，第一编码器370发出一个脉冲信号，触发第一线扫相机对复合料带的一侧表面进行一行扫描。
第一支撑辊350和第二支撑辊360能够将复合料带绷紧，这样有利于复合料带的图像的准确捕获，从而进一步提高漏金属缺陷检测的准确性。如图5所示，图像分片400还可以包括第一支撑辊350和第二支撑辊360对应的支撑辊区域440。
如图4所示，在本申请实施例中，针对复合料带的每一侧表面，可以从其连续图像450中依次并且持续地截取图像分片400，然后利用图像分片400对复合料带的极片进行漏金属检测分析。每个图像分片400作为一个截取单位，其可以包括隔膜区域410、被隔膜区域410围绕的极片本体区域420，以及凸出于隔膜区域410的多个极耳区域430。此外，图像分片400还可以包括除复合料带300之外的其它物体的图像，例如支撑辊的图像，对应于图像分片400中的支撑辊区域440。
在一些实施例中，极片本体区域420可以是裸露在复合料带上的阴级片的本体区域，阳极极片由于被夹在两个隔膜之间，因此其本体区域在图像分片400中不可见，但可以看到其凸出于隔膜区域410的极耳区域430。
需要说明的是，图像分片400中还可以包括连接在极片本体区域420和极耳区域430之间的极耳隔膜重叠区域4100，该极耳隔膜重叠区域4100和极耳区域430的整体对应于复合料带上裸露极片的极耳，也即极片本体区域420、极耳隔膜重叠区域4100和极耳区域430的整体对应于复合料带300上的一个裸露极片。通常，极片的极耳不设活性物质层，极片对应极耳区域430的部分露出金属材料的集流体，极片对应极耳隔膜重叠区域4100的部分可以露出金属材料的集流体或者设置浅色绝缘层。通常，金属材料的集流体或者浅色绝缘层在图像分片400中所呈现的灰度不会低于隔膜区域410的灰度，因此，在本申请的一些实施例中，为了简化计算，可以将极耳隔膜重叠区域4100划入隔膜区域410内，从而隔膜区域410包括该极耳隔膜重叠区域4100。
图5为本申请一些实施例对复合料带的极片进行检测的方法500的流程示意图。如图5所示，方法500包括步骤S501至步骤S503。
在步骤S501，利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，检测图像包括极片本体区域。
在步骤S502，从检测图像中提取极片本体区域。
在步骤S503，对极片本体区域进行检测，以确定该极片本体区域存在的漏金属缺陷。
在一些示例中，摄像装置可以是工业相机或机器视觉相机，例如，摄像装置可以应用高帧率的面阵CCD工业相机，从而获取清晰的检测图像。摄像装置还可以是上文描述的线扫相机。
利用摄像装置拍摄获取到的包括复合料带的检测图像可以是如图4右侧所示的检测图像。
参考图6，根据步骤S502和步骤S503，可以从检测图像中提取阴极极片本体区域420，从而可以在本体区域420中进行检测，以确定该阴极极片本体区域中是否存在漏金属(例如，在图6的示例中，本体区域420可以包括存在漏金属区域的区域460c)。
其中，在步骤S502中，可以利用计算机视觉的角点检测算法，对步骤S501所获得的检测图像进行角点检测，并且响应于在预设位置处(例如区域420的四个角点所对应的位置处)检测到相应的角点，而将这些角点围成的区域确定为本体区域420。
其中，在步骤S503中，对阴极极片本体区域420进行检测可以是将阴极极片本体区域420的图像输入预先训练的神经网络模型，获取神经网络模型预测的漏金属检测结果。神经网络模型的训练样本可以包括无漏金属缺陷的样本以及存在漏金属缺陷的样本。
由此，可以针对在叠片机上所传输的复合料带进行检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。由此，一方面提高了极片漏金属缺陷的检测效率；另一方面，在叠片式电芯组件的生产过程中及时检测到漏金属缺陷还能减少后续生成过程中的材料浪费。
在本申请的一些实施例中，上述步骤S503可以包括：基于极片本体区域的像素值进行检测。
由于检测图像中的像素值便于获取以及运算，因此基于极片本体区域的像素值，能够高效地对极片本体区域进行检测。在极片本体区域中存在漏金属区域的情况下(即，在阴极极片本体区域中某些部分的活性物质层脱落的情况下)，该漏金属区域的像素值与其他正常区域(即，极片本体区域中的活性物质层未脱落的区域)相比会存在一定偏差。由此，通过基于极片本体区域的像素值进行漏金属检测，可以提高针对漏金属的检测准确率。
例如，当活性物质层脱落时，这一区域会漏出金属材料的集流体，漏金属区域的像素值小于周围的正常区域的像素值。通过比较两者之间的像素值，能够识别可能存在漏金属的区域。
在本申请的一些实施例中，基于极片本体区域的像素值进行检测包括：
确定极片本体区域是否包括至少一个疑似缺陷区域，每个疑似缺陷区域中的任一像素的像素值在第一像素值范围内；以及响应于确定极片本体区域包括至少一个疑似缺陷区域并且至少一个疑似缺陷区域满足预设条件，确定该极片本体区域存在漏金属缺陷。
继续参考图6，在本体区域420中，可以先确定至少一个疑似缺陷区域(例如图6示出的3个疑似缺陷区域460a、460b、460c)，在每个疑似缺陷区域中，任一像素的像素值可以在第一像素值范围内。由此，可以初步认为这三个疑似缺陷区域可能存在漏金属。然后，响应于确定至少一个疑似缺陷区域(例如疑似缺陷区域460c)满足预设条件(例如，疑似缺陷区域的像素值小于预设阈值)，可以确定该阴极极片本体区域中存在漏金属。
此外，由于另外两个疑似缺陷区域460a和460b可能不满足上述预设条件，因此，可以不将疑似缺陷区域460a和460b确定为漏金属区域。
当检测到疑似缺陷区域时，意味着漏金属区域的面积可能大于工艺要求。当疑似缺陷区域满足预设条件时，再确定该区域存在漏金属，不仅可以准确检测到不符合工艺要求的漏金属区域，还能够避免误检，从而进一步提升漏金属的检测效率。
在本申请的一些实施例中，预设条件可以包括：任意一个疑似缺陷区域的面积大于预设阈值。
由此，当所检测到的疑似缺陷区域的面积大于预设阈值(例如工艺要求的漏金属面积阈值)时，意味着漏金属区域的面积不符合工艺要求。
例如，响应于确定至少一个疑似缺陷区域的面积大于预设阈值(例如疑似缺陷区域460c占据3mm2的面积，而预设阈值可以是2mm2的面积)，确定该极片本体区域中存在漏金属(即，疑似缺陷区域460c为漏金属区域)。此外，由于另外两个疑似缺陷区域460a和460b分别占据的面积均小于预设阈值(2mm2的面积)，因此，不将疑似缺陷区域460a和460b确定为漏金属区域。
值得注意的是，通过将上述疑似缺陷区域的面积与预设阈值进行比较，对漏金属缺陷的检测准确率相对于相关技术中使用X射线成像仪环绕叠片式电芯组件进行扫描的方式更高。
可以理解的，并不限定该预设条件仅能为上述一种，例如，也可以将极片本体区域的图像输入训练好的神经网络模型，并获取神经网络模型所输出的用于表征至少一个疑似缺陷区域为缺陷区域(即漏金属区域)的置信度，在这种情况下，上述的预设条件可以为该置信度大于预设置信度。
在本申请的一些实施例中，确定极片本体区域是否包括至少一个疑似缺陷区域包括：
在该极片本体区域中，获取像素值在第一像素值范围内的多个异常像素；以及
对多个异常像素进行划分，以使得多个异常像素中的相邻像素位于独立连通的至少一个疑似缺陷区域中。
继续参考图6左侧的放大图，首先可以获取像素值在第一像素值范围内的多个异常像素点。然后，可以，基于机器视觉软件的connection算子(联通算子)对多个异常像素进行划分，以使得像素值在第一像素值范围内的多个异常像素中的相邻像素位于独立连通的至少一个疑似缺陷区域中(疑似缺陷区域460c、以及位于疑似缺陷区域460c下方的两个区域)。从图中可以看出，不相邻的多个异常像素被分割开来形成各自的联通域。然后，可以基于机器视觉软件的area_center算子(区域中心算子)，筛选出面积大于面积阈值的联通域(例如，筛选出面积大于2mm2的联通域)。
由此，当极片本体区域中存在较多像素值在第一像素值范围内的像素时，通过将多个像素中的相邻像素划分至独立连通的至少一个疑似缺陷区域中，可以分别针对每个疑似缺陷区域判断其是否为漏金属区域，可以进一步提升漏金属检测的准确率。
在一些实施例中，可以先对阴极极片本体区域420进行二值化处理，再对二值化后的极片本体区域图像执行上述操作，由此使得计算过程更加简单。
在本申请的一些实施例中，摄像装置为线扫相机，检测图像为叠片机上所传输的复合料带的连续扫描图像。并且步骤S502、从检测图像中提取极片本体区域包括还可以包括：
从检测图像中截取至少一个图像分片；以及
从图像分片中提取极片本体区域。
该实施例可以基于图像分片算法，从线扫相机拍摄的连续图像中截取出图像分片，从而获取检测图像。图像分片算法的具体类似不限，例如可以为基于阈值的分片算法、基于区域的分片算法、基于边缘的分片算法或者基于特定理论的分片算法等。参照图4所示，在本申请的一些实施例中，采用基于阈值的分片方法，基于阴极极片本体区域420与隔膜区410的灰度差异，寻找阴极极片本体区域420沿复合料带宽度方向的边缘，然后基于相邻两个阴极极片本体区域420的沿复合料带宽度方向的边缘，沿复合料带宽度方向对连续图像450进行分割(分割线可以避开阴极极片本体区域420并且与阴极极片本体区域420间隔若干行像素)，获得图像分片400。该图像分片400即为检测图像。
线扫相机更加适用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，可以获得更高的分辨率和更大的采图视野，由此，可以进一步提升漏金属检测的准确率。
在本申请的一些实施例中，检测图像还可以包括包围极片本体区域的隔膜区域、至少部分地包围隔膜区域的支撑辊区域和位于隔膜区域两侧的多个极耳区域。
并且，上述步骤S502、从检测图像中提取极片本体区域还可以包括：至少基于所述检测图像所包括的多个像素的像素值，从所述检测图像中提取所述极片本体区域。
由于检测图像中的支撑辊区域、多个极耳区域以及极片本体区域所对应的像素的像素值不同，至少基于这些区域的像素值，去除检测图像中所包含的支撑辊区域、多个极耳区域，可以快速且较为准确地提取到极片本体区域，减少支撑辊区域和多个极耳区域对漏金属检测造成干扰，从而进一步提升漏金属检测的准确率。
例如，可以设定多个像素阈值范围a、b、c、d。并且极片本体区域、隔膜区域、支撑辊区域以及极耳区域的像素值可以分别落入上述每个像素阈值范围中的一个对应像素值范围中(例如，极片本体区域的像素值落入上述范围a)。可以基于检测图像所包括的多个像素的像素值，提取出像素值落入上述范围a的区域，作为极片本体区域。
在本申请的一些实施例中，如图7所示，至少基于检测图像所包括的多个像素的像素值，从检测图像中提取极片本体区域可以包括：
步骤S701，基于支撑辊区域相应的第一像素阈值，从检测图像中去除支撑辊区域，以得到第一中间图像；
步骤S702，从第一中间图像中提取出与其边缘相内接的最大矩形区域的图像作为第二中间图像，以去除多个极耳区域；以及
步骤S703，基于极片本体区域相应的第二像素阈值，从第二中间图像中提取极片本体区域。
图8为本申请一些实施例中对复合料带的阴极极片进行检测的另一示意图。
如图8所示，图像分片400中，极耳区域430的灰度G1、隔膜区410的灰度G2、阴极极片本体区域的灰度G3、支撑辊区域440的灰度G4满足：G4＜G3＜G2≤G1。因此，可以基于支撑辊区域440相应的第一像素阈值(例如设为15)，从图像分片400(即检测图像)中去除两个支撑辊区域440，以得到第一中间图像810。
在一些实施例中，结合支撑辊区域440与其它区域的灰度差异，运用Blob算法，从图像分片400中去除两个支撑辊区域440，即去除灰度小于或等于该支撑辊区域440的最大灰度阈值的特征区域。在计算机视觉中，Blob是指图像中的一块联通区域，Blob分析就是对前景/背景分离后的二值图像，进行联通域提取和标记。Blob算法的核心思想，是在一块区域内，将出现”灰度突变”的范围找出来，从而确定其大小、形状及面积等。上述支撑辊区域440的最大灰度阈值可以作为对图像分片400进行二值化处理的灰度阈值。
在本申请的一些实施例中，在步骤S701中，首先，基于支撑辊区域440相应的第一像素阈值(例如设为15)，对图像分片400进行二值化处理，从中提取出灰度小于或等于该支撑辊区域440的相应的第一像素阈值的特征区域；然后，基于机器视觉软件的connection算子(联通算子)对特征区域进行分割，将不相邻的区域分割开来形成各自的联通域；然后，基于机器视觉软件的select_shape算子(过滤算子)筛选出面积大于预设面积阈值的联通域(对应两个支撑辊区域440)；然后，基于机器视觉软件的difference算子(相减算子)，将两个支撑辊区域440从图像分片400中去除，可以得到第一中间图像810。
在本申请的一些实施例中，在步骤S702，可以基于机器视觉软件的inner_rectangle1算子(内接矩形算子)，计算出与第一中间图像810的边缘内接的最大内接矩形，截取该最大内接矩形的区域(即最大矩形区域)作为第二中间图像820，从而去除多个极耳区域430。
在本申请的一些实施例中，在步骤S703，首先，对第二中间图像820进行二值化处理，从中提取出灰度小于或等于前述阴极极片本体区域420的相应的第二像素阈值(例如设为25)的特征区域；然后，基于机器视觉软件的opening_rectangle1算子(开运算算子)对特征区域进行开运算，去除噪点；然后，基于机器视觉软件的connection算子(联通算子)对特征区域进行分割，将不相邻的区域分割开来形成各自的联通域；然后，基于机器视觉软件的select_shape算子(过滤算子)筛选出面积最大且矩形度大于矩形度阈值(例如，矩形度在0～1范围内取值，矩形度阈值设为0.8)的联通域，即为阴极极片本体区域420。
由此，不仅能够逐渐地去除所包含的支撑辊区域、多个极耳区域，而且去除多个极耳区域的方式更加准确，从而进一步提升提取到的极片本体区域的准确性，从而进一步提升漏金属检测的准确率。
在本申请的一些实施例中，步骤S501、利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像可以包括：利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带的每一侧面，以获取包括复合料带的检测图像。由此，能够对复合料带的每一侧面均进行漏金属检测。
在本申请的一些实施例中，对复合料带的阴极极片进行检测的方法还可以包括：响应于确定极片本体区域存在漏金属缺陷，输出检测结果，检测结果包括该极片本体区域在复合料带中的位置信息和该极片本体区域的面积中的至少一者。
极片本体区域在复合料带中的位置信息例如可以是图像分片所对应的拍摄编码等。报警信息可以是声、光或者声光相结合的报警信号。
由此，有利于在及时了解复合料带中的漏金属区域的具体位置、面积等情况，从而可以辅助分析产生漏金属的原因，以及时对叠片机的相关零部件进行适应调整。
如图9所示，本申请实施例还提供一种对复合料带的极片进行缺陷检测的装置900，包括：
图像获取单元901，被配置为利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，检测图像包括极片本体区域；
区域提取单元902，被配置为从检测图像中提取极片本体区域；以及
漏金属检测单元903，被配置为对极片本体区域进行检测，以确定极片本体区域存在的漏金属缺陷。
由此，可以针对在叠片机上所传输的复合料带进行检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。由此，一方面提高了极片漏金属缺陷的检测效率；另一方面，在叠片式电芯组件的生产过程中及时检测到漏金属缺陷还能减少后续生成过程中的材料浪费。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括至少一个处理器以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行根据前述的对复合料带的阴极极片进行检测的方法。
本申请实施例的上述电子设备可以针对在叠片机上所传输的复合料带进行检测，从而在叠片式电芯组件的生产过程中，实时检测阴极极片上是否存在漏金属缺陷。由此，一方面提高了极片漏金属缺陷的检测效率；另一方面，在叠片式电芯组件的生产过程中及时检测到漏金属缺陷还能减少后续生成过程中的材料浪费。
如图10所示，本申请实施例还提供一种叠片机1000，包括前述对复合料带的极片进行检测的系统300。在一些实施例中，叠片机1000包括依次设置的第一裁切机构1010、第一热复合机构1020、两个第二裁切机构1030、第二热复合机构1040以及叠片机构1050，对复合料带的极片进行检测的系统300设置在第二复合机构1040以及叠片机构1050之间。
第一裁切机构1010用于从第一极片料带上裁切出第一极片料段。第一热复合机构1020用于将第一隔膜和第二隔膜与第一极片料段的两侧表面热复合以形成初级复合料带。两个第二裁切机构1030用于一一对应地从第二极片料带和第三极片料带上裁切出第二极片和第三极片，第二极片料带和第三极片料带的极性相同并且与第一极片料带的极性相反。第二热复合机构1040用于交替的将第二极片和第三极片与初级复合料带的两侧表面热复合以形成二级复合料带。叠片机构1050用于对复合料带进行叠片和裁切，以形成叠片组件。
在叠片机的叠片工艺中便可以检测出复合料带的阴极极片存在的漏金属缺陷，利于相关人员及时对叠片机的相关部件进行调整，可以有效控制隔膜存在缺陷的电芯组件流出，以及减少生产材料的浪费。
本申请实施例还提供一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质，其中，计算机指令配置为使计算机执行前述任一实施例对复合料带的阴极极片进行检测的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时实现前述任一实施例对复合料带的阴极极片进行检测的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (18)

1.一种对复合料带的阴极极片进行检测的方法，其特征在于，包括：
利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，所述检测图像包括极片本体区域；
从所述检测图像中提取所述极片本体区域；以及
对所述极片本体区域进行检测，以确定所述极片本体区域存在的漏金属缺陷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述极片本体区域进行检测，以确定所述极片本体区域存在的漏金属缺陷包括：
基于所述极片本体区域的像素值进行检测。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述极片本体区域的像素值进行检测包括：
确定所述极片本体区域是否包括至少一个疑似缺陷区域，每个疑似缺陷区域中的任一像素的像素值在第一像素值范围内；以及
响应于确定所述极片本体区域包括至少一个疑似缺陷区域并且所述至少一个疑似缺陷区域满足预设条件，确定该极片本体区域存在漏金属缺陷。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：任意一个所述疑似缺陷区域的面积大于预设阈值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述极片本体区域是否包括至少一个疑似缺陷区域包括：
在该极片本体区域中，获取像素值在所述第一像素值范围内的多个异常像素；以及
对所述多个异常像素进行划分，以使得所述多个异常像素中的相邻像素位于独立连通的至少一个疑似缺陷区域中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像装置为线扫相机，所述检测图像为叠片机上所传输的复合料带的连续扫描图像，并且其中，从所述检测图像中提取所述极片本体区域包括：
从所述检测图像中截取至少一个图像分片；以及
从所述图像分片中提取所述极片本体区域。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测图像还包括包围所述极片本体区域的隔膜区域、至少部分地包围所述隔膜区域的支撑辊区域和位于所述隔膜区域两侧的多个极耳区域，其中，从所述检测图像中提取所述极片本体区域包括：
至少基于所述检测图像所包括的多个像素的像素值，从所述检测图像中提取所述极片本体区域。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，至少基于所述检测图像所包括的多个像素的像素值，从所述检测图像中提取所述极片本体区域包括：
基于所述支撑辊区域相应的第一像素阈值，从所述检测图像中去除所述支撑辊区域，以得到第一中间图像；
从所述第一中间图像中提取出与其边缘相内接的最大矩形区域的图像作为第二中间图像，以去除所述多个极耳区域；以及
基于所述极片本体区域相应的第二像素阈值，从所述第二中间图像中提取所述极片本体区域。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像包括：
利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带的每一侧面，以获取包括复合料带的检测图像。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于确定所述极片本体区域存在漏金属缺陷，输出检测结果，所述检测结果包括该极片本体区域在所述复合料带中的位置信息和该极片本体区域的面积中的至少一者。
11.一种对复合料带的阴极极片进行检测的装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，被配置为利用摄像装置拍摄叠片机上所传输的复合料带，以获取包括复合料带的检测图像，所述检测图像包括极片本体区域；
区域提取单元，被配置为从所述检测图像中提取所述极片本体区域；以及
漏金属检测单元，被配置为对所述极片本体区域进行检测，以确定所述极片本体区域存在的漏金属缺陷。
12.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，
所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至10中任一项所述的方法。
13.一种对复合料带的阴极极片进行检测的系统，其特征在于，包括：
至少一个摄像装置，用于拍摄叠片机上所传输的复合料带；以及
根据权利要求12所述的电子设备。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述至少一个摄像装置包括用于拍摄复合料带的第一侧表面的第一线扫相机和用于拍摄复合料带的与所述第一侧表面相对的第二侧表面的第二线扫相机，并且其中，
所述系统还包括用于为所述第一线扫相机的图像采集区域提供照明的第一线光源，以及用于为所述第二线扫相机的图像采集区域提供照明的第二线光源。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括：
第一支撑辊，所述第一支撑辊被配置为在所述第一线扫相机的图像采集区域内抵接所述复合料带的第二侧表面；
与所述第一支撑辊连接的第一编码器，所述第一编码器被配置为随所述复合料带在所述第一支撑辊上的行进，向所述第一线扫相机发送脉冲信号，以触发所述第一线扫相机逐行拍摄复合料带的第一侧表面；
第二支撑辊，所述第二支撑辊被配置为在所述第二线扫相机的图像采集区域内抵接所述复合料带的第一侧表面；以及
与所述第二支撑辊连接的第二编码器，所述第二编码器被配置为随所述复合料带在所述第二支撑辊上的行进，向所述第二线扫相机发送脉冲信号，以触发所述第二线扫相机逐行拍摄复合料带的第二侧表面。
16.一种叠片机，其特征在于，包括根据权利要求13至15中任一项所述的系统。
17.一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令配置为使计算机执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
18.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
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