CN207770337U - 一种圆柱形锂离子电池分选机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种圆柱形锂离子电池分选机，包括机架，该机架上设置有电池传送线和位于所述电池传送线传送路径上的电池分选装置，电池分选装置包括用于检测电池开路电压的电压检测机构和用于检测电池内阻值的内阻检测机构，所述机架上还安装有位于所述电池传送线传送路径上、以对所述电池传送线传送的电池上的正极帽凸起的高度进行测量的激光轮廓测量仪。本申请圆柱形锂离子电池分选机上设置了电池正极帽凸起高度检测结构，分选机在对电池进行电压和内阻测量之前，先对每颗电池正极帽上凸起的高度进行检测，以剔除那些正极帽上凸起高度不合格的电池。

Description

一种圆柱形锂离子电池分选机

技术领域

本申请涉及一种电池分选机，其用于对原本混杂在一起的电池尤其是圆柱式锂离子电池按照电池性能参数进行分选，而归类为不同组别的电池。

背景技术

为改善环境状况，发展电动汽车是一重要举措。而用小型锂离子电池经多方串并联组成的动力电池模块具有比能量高，安全性好，使用寿命长的优点，得到了广泛的认同。

但是，一组汽车动力电池模块使用数千到上万只单体电池，它们必须均匀，才会有好的综合性能。其中若有一只容量低或带电量偏低，根据“木桶原理”就会将整组带坏，提前停止工作。因此电池的均匀性一直是做模块的重要要求。更糟糕的是，个别低容量电池循环中一直处于过充过放状态，让它的循环寿命缩短，甚至严重过充会引起起火，爆炸。

电池的均匀性指标有多个。首先是开路电压的均匀性。电池的开路电压是电池在没有任何外电流通过的情况下测量的电压。此电压值的高低通常表示电池荷电状态的高低，开路电压较低者表示已有部分电荷放走了。在大家都没有放电的情况下，这种放电表明内部有微短路或有高的自放电。这两种情况都会使此电池容量低于其他，是产生电池间不均衡的重要原因。因此必须严格控制。

第二个指标是内阻。首先，它表示了电池内部连接质量的好坏。其次，也反映了电解液是否充足或分散是否均匀甚至有无局部干涸。内阻高可使得电池在工作中发热多，引起温度升高。高温是缩短电池寿命的重要原因。而内部连接质量不佳更可以引起断路或内部打火，是更严重的质量问题。

第三个指标是容量。全部复检容量的工作量十分巨大，是难于承受的。安靠电源和供应商合作，由供应商将电池的容量档细分，严格按档次包装，我们仅抽检确认。

组装前的检测分档是在同一容量档内按开路电压和内阻范围分档。

电压检测方法简单，速度快，而测内阻则有交流法和直流法两种。交流法用1000赫兹高频交流电通过电池时测量交流电压降和电流，计算出内阻。由于电流方向改变很快，电极上来不及建立极化，所以它测量的仅是纯电阻，也叫欧姆内阻，它反映内部连接材料，电解液本身的电阻及接触电阻。直流法则是通直流电，测电压降，计算出内阻。因通过直流电时会引起电池电压变化，此电压降不仅有电阻引起的压降，还包括通不同方向直流电时引起的电池电压的定向变化，即电极极化。直流内阻反映的不仅有欧姆内阻还包括极化内阻，更全面地表述了电池的电化学性能。

交流内阻测量简单，数据的统一性较好，速度也快。直流内阻测量更复杂，且不同仪器的电流不同，测出的数值也不同。通常采用交流法。

为了便于圆柱形锂离子电池与电池夹具配合而组装成电池模组，从而形成大容量的锂离子电池。通常在电池的正极帽上设置有焊接凸起，以利用该焊接凸起将电池正极与嵌在电池夹具中的电池串联片焊接固定。

传统电池分选设备都是直接对来料电池进行电压和内阻检测，从而将处于同一范围值的电压和内阻的电池归为一组。然而，由于来料电池在搬运和运输的过程中会因为这样或那样的原因，比如机械挤压撞击，导致其电池正极帽产生变形，还有些来料电池本身因为生产原因而导致其正极帽上的凸起产生变形(比如凹陷)，如果在分选时不剔除这类电池，而将这类电池归为正常电池，在后序焊接电池串联片时，很容易产生虚焊，电池串联片与电池正极帽的连接不稳定牢靠。

发明内容

本申请目的是：为了克服上述问题，提出一种带有电池正极帽凸起高度检测结构的圆柱形锂离子电池分选机，该分选机在对电池进行电压和内阻测量之前，先对每颗电池正极帽上凸起的高度进行检测，以剔除那些正极帽上凸起高度不合格的电池。

本申请的技术方案是：

一种圆柱形锂离子电池分选机，包括机架，该机架上设置有电池传送线和位于所述电池传送线传送路径上的电池分选装置，电池分选装置包括用于检测电池开路电压的电压检测机构和用于检测电池内阻值的内阻检测机构，所述机架上还安装有位于所述电池传送线传送路径上、以对所述电池传送线传送的电池上的正极帽凸起的高度进行测量的激光轮廓测量仪。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池传送线包括：

倾斜布置的电池滑道，

设置于所述电池滑道下端部的第一传送转盘，其具有水平布置的中轴线、并能够绕其中轴线枢转运动，该第一传送转盘的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的若干个电池定位槽Ⅰ；以及

转盘驱动设备，其固定在所述机架上、且与所述第一传送转盘传动连接，以带动所述第一传送转盘作枢转运动。

所述激光轮廓测量仪布置在所述第一传送转盘处，且该激光轮廓测量仪的测试头正对着所述电池定位槽Ⅰ布置。

所述机架上固定设置有位于所述第一传送转盘轴向两侧的、且挡在各个电池定位槽Ⅰ长度两端部的左挡板和右挡板，所述右挡板上开设有一个位于所述第一传送转盘外缘边处的豁口，所述激光轮廓测量仪的测试头设置在该豁口位置。

所述左挡板和右挡板均为圆环形结构。

所述电池传送线还包括：

第二传送转盘，其具有水平布置的中轴线、并能够绕其中轴线作枢转运动，该第二传送转盘的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的若干个电池定位槽Ⅱ，每个电池定位槽Ⅱ中均设置有用于吸附电池的磁铁；以及

转盘驱动设备，其固定在所述机架上、且与所述第二传送转盘传动连接，以带动所述第二传送转盘作枢转运动；

所述电池分选装置包括：

若干根测针，这些测针均连接在所述第二传送转盘上、且分别布置在各个所述电池定位槽Ⅱ在所述第二传送转盘轴向方向的左右两侧；

若干根滑销，这些滑销与位于所述电池定位槽Ⅱ轴向右侧的测针固定连接，并且所述滑销能够沿所述第二传送转盘轴线方向左右移动地连接在所述第二传送转盘；

滑销复位弹簧，其连接在所述滑销和所述所述第二传送转盘之间、并对所述滑销施加有远离所述电池定位槽Ⅱ方向的弹力；以及

测针拨动挡板，其固定在所述机架上、且与所述滑销相配合。

用于带动所述第一传送转盘作枢转运动的所述转盘驱动设备和用于带动所述第二传送转盘作枢转运动的所述转盘驱动设备为同一个驱动电机。

所述驱动电机通过传动带和传动轮与所述第一传送转盘(201)和所述第二传送转盘同时传送连接。

所述机架的底部设置有升降脚杯。

本申请的优点是：

1、本申请在电池分选机适当位置设置了等离子清洗机，以对电池的正负极进行冲洗，清洗液无溶剂，能清除油污及一般污染物，不需进一步清除溶剂，使用方便。

2、清洁过的电极与分选装置上电压和内阻测量电极能够良好接触，减小了测量误差，降低了返测率。而且电池正负极清洗后减小了分选装置上电压和内阻测量电极的脏污速度，减少了此测量电极的清洗维修次数。

3、电池正极清洗后更容易后序焊接电池串联片，减小了焊接难度，保障了焊接强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例中电池分选机的局部结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为激光轮廓测量仪和第一传送转盘相对位置示意图；

图4为图2的局部结构放大图；

其中：A-电池，A1-正极帽凸起，1-机架，101-左挡板，102-右挡板，102a-豁口，2-电池传送线，201-第一传送转盘，201a-电池定位槽Ⅰ，202-转盘驱动设备，203-电池滑道，204-第二传送转盘，204a-电池定位槽Ⅱ，3-电池分选装置，301-测针，302-滑销，303-测针拨动挡板，4-激光轮廓测量仪，5-升降脚杯。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图1示出了本申请这种圆柱形锂离子电池分选机的一个具体实施例，其用于对原本混杂在一起的圆柱式锂离子电池按照不同的开路电压和内阻档位进行分选，而归类为不同组别的电池。与传统电池分选机相同的是，该电池分选机也包括机架1，机架1上设置有电池传送线2以及位于所述电池传送线1传送路径上的电池分选装置3。

本实施例的关键改进在于，上述电池分选装置3包括用于检测电池开路电压的电压检测机构和用于检测电池内阻值的内阻检测机构，通过电池的开路电压和内阻值所处的范围对电池进行分组分选。机架1上还安装有位于电池传送线1的传送路径上激光轮廓测量仪4，该激光轮廓测量仪4用于对电池传送线1传送的电池A上的正极帽凸起A的高度进行测量。

激光轮廓测量仪4是可以直接外购的商标，激光轮廓测量仪4自身的结构为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，所述激光轮廓测量仪4具体是以这种结构方式装配在该分选机上的：

所述电池传送线2包括：倾斜布置的电池滑道203、第一传送转盘201和转盘驱动设备202。其中：

电池滑道203布置在第一传送转盘201的上游。第一传送转盘201设置在电池滑道203的下端部，而且第一传送转盘201具有水平布置的中轴线、并能够绕其中轴线枢转运动，第一传送转盘201的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的多个电池定位槽Ⅰ201a。转盘驱动设备202固定在机架1上、且与第一传送转盘201传动连接，以带动第一传送转盘201作枢转运动。

上述的激光轮廓测量仪4布置在第一传送转盘201处，且该激光轮廓测量仪4的测试头正对着所述电池定位槽Ⅰ201a布置。

实际应用时，电池先被传送至电池滑道203中，落入电池滑道203中的电池，在自身重力作用下逐颗(电池滑道203下部出料端设置有保证电池逐颗流向第一传送转盘的结构)滑落至第一传送转盘201的电池定位槽Ⅰ201a中，第一传送转盘201在转盘驱动设备202的带动下做枢转转动(在图2中作逆时针转动)，电池在重力作用下稳定防止在电池定位槽Ⅰ201a中而不会掉落。当前述电池定位槽Ⅰ201a中的电池转动至激光轮廓测量仪4的测量头位置时，激光轮廓测量仪4对该电池上正极帽凸起的高度进行测量，如若发现该电池正极帽凸起高度不在预设范围值内，则判断该电池为不合格电池，后序处理设备将该不合格电池剔除。

为了防止第一传送转盘201对其上电池进行旋转传送的过程中，电池沿长度方向滑出电池定位槽Ⅰ201a外，本实施例在机架1上固定设置了位于第一传送转盘201轴向两侧的左挡板101和右挡板102，所述左挡板101和右挡板102分别挡在各个电池定位槽Ⅰ201a长度两端部。

为了防止上述左挡板101和右挡板102对激光轮廓测量仪4的测量工作产生干扰，本实施例在右挡板102上开设有一个位于第一传送转盘201外缘边处的豁口102a，激光轮廓测量仪4的测量头设置在该豁口102a位置。当电池转动至该豁口102a位置是，刚好正对着激光轮廓测量仪4的测量头，以便激光轮廓测量仪4对其进行测量。

本实施例中，上述的左挡板101和右挡板102均为圆环形结构，而且二者平行布置。

本实施例中，所述电池传送线2还包括第二传送转盘204，该第二传送转盘204具有水平布置的中轴线、并能够绕其中轴线作枢转运动。第二传送转盘204的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的众多电池定位槽Ⅱ204a，每个电池定位槽Ⅱ204a中均设置有用于吸附电池A的磁铁。

上述的转盘驱动设备202也与该第二传送转盘204传动连接，从而带动第二传送转盘204作枢转运动。也就是说，转盘驱动设备202既带动第一传送转盘201转动，又带动第二传送转盘204转动。

本实施例中，该转盘驱动设备202是一部驱动电机，该驱动电机通过传动带和传动轮与第一传送转盘201和第二传送转盘204同时传送连接。

所述电池分选装置3包括多根测针301、多根滑销302、多个滑销复位弹簧和测针拨动挡板303。其中：

上述各根测针301均连接在第二传送转盘204上、且分别布置在各个电池定位槽Ⅱ204a在所述第二传送转盘204轴向方向的左右两侧。

各根滑销302连接在第二传送转盘204和位于电池定位槽Ⅱ204a轴向右侧的测针301之间，并且滑销302能够沿第二传送转盘204轴线方向左右移动。

滑销复位弹簧连接在滑销302和第二传送转盘204之间、并对滑销302施加有远离所述电池定位槽Ⅱ204a方向的弹力。

测针拨动挡板303固定在所述机架1上，并且其与滑销204c相配合。

实际应用时，电池先被传送至电池滑道203中，落入电池滑道203中的电池，在自身重力作用下滑落至第一传送转盘201的电池定位槽Ⅰ201a中，第一传送转盘201在转盘驱动设备202的带动在图2中作逆时针转动，而第二传送转盘204作顺时针转动。当第一传送转盘201中的电池转至第二传送转盘204位置时，在第二传送转盘204上磁铁的吸引力作用下，电池定位槽Ⅰ201a中的电池转移至第二传送转盘204的电池定位槽Ⅱ204a中。

第二传送转盘204在图2中作顺时针转动，当某个滑销302转至测针拨动挡板205位置时，测针拨动挡板303便会抵触滑销302而使滑销302向电池定位槽Ⅱ204a方向轴向移动，进而带动与之相连的测针301向电池定位槽Ⅱ204a方向移动，从而使两侧的测针301与电池定位槽Ⅰ201a中的电池正负极相接触，以对电池进行分选检测。本实施例中，每个电池定位槽Ⅱ204a在第二传送转盘204轴向方向的左、右两侧均分别设置有两根测针301，即每颗电池由四根测针进行检测，俗称四线式检测(四线式检测为已有技术)，精度可以达到99.99％。

为了使得该电池分选机能够平稳而稳固地放置在各种地面上，本实施例在机架1的底部设置有多个升降脚杯5。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种圆柱形锂离子电池分选机，包括机架(1)，该机架上设置有电池传送线(2)和位于所述电池传送线(2)传送路径上的电池分选装置(3)，其特征在于，所述电池分选装置(3)包括用于检测电池开路电压的电压检测机构和用于检测电池内阻值的内阻检测机构，所述机架(1)上还安装有位于所述电池传送线(2)传送路径上、以对所述电池传送线(2)传送的电池(A)上的正极帽凸起(A1)的高度进行测量的激光轮廓测量仪(4)。

2.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述电池传送线(2)包括：

倾斜布置的电池滑道(203)，

设置于所述电池滑道(203)下端部的第一传送转盘(201)，其具有水平布置的中轴线、并能够绕其中轴线枢转运动，该第一传送转盘(201)的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的若干个电池定位槽Ⅰ(201a)；以及

转盘驱动设备(202)，其固定在所述机架(1)上、且与所述第一传送转盘(201)传动连接，以带动所述第一传送转盘(201)作枢转运动。

3.根据权利要求2所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述激光轮廓测量仪(4)布置在所述第一传送转盘(201)处，且该激光轮廓测量仪(4)的测试头正对着所述电池定位槽Ⅰ(201a)布置。

4.根据权利要求3所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述机架(1)上固定设置有位于所述第一传送转盘(201)轴向两侧的、且挡在各个电池定位槽Ⅰ(201a)长度两端部的左挡板(101)和右挡板(102)，所述右挡板(102)上开设有一个位于所述第一传送转盘(201)外缘边处的豁口(102a)，所述激光轮廓测量仪(4)的测试头设置在该豁口(102a)位置。

5.根据权利要求4所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述左挡板(101)和右挡板(102)均为圆环形结构。

6.根据权利要求4所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述电池传送线(2)还包括：

第二传送转盘(204)，其具有水平布置的中轴线、并能够绕其中轴线作枢转运动，该第二传送转盘(204)的外缘边上设置有沿圆周方向均匀间隔分布的若干个电池定位槽Ⅱ(204a)，每个电池定位槽Ⅱ(204a)中均设置有用于吸附电池(A)的磁铁；以及

转盘驱动设备(202)，其固定在所述机架(1)上、且与所述第二传送转盘(204)传动连接，以带动所述第二传送转盘(204)作枢转运动；

所述电池分选装置(3)包括：

若干根测针(301)，这些测针(301)均连接在所述第二传送转盘(204)上、且分别布置在各个所述电池定位槽Ⅱ(204a)在所述第二传送转盘(204)轴向方向的左右两侧；

若干根滑销(302)，这些滑销(302)与位于所述电池定位槽Ⅱ(204a)轴向右侧的测针(301)固定连接，并且所述滑销(302)能够沿所述第二传送转盘(204)轴线方向左右移动地连接在所述第二传送转盘(204)；

滑销复位弹簧，其连接在所述滑销(302)和所述第二传送转盘(204)之间、并对所述滑销(302)施加有远离所述电池定位槽Ⅱ(204a)方向的弹力；以及

测针拨动挡板(303)，其固定在所述机架(1)上、且与所述滑销(302)相配合。

7.根据权利要求6所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，用于带动所述第一传送转盘(201)作枢转运动的所述转盘驱动设备(202)和用于带动所述第二传送转盘(204)作枢转运动的所述转盘驱动设备(202)为同一个驱动电机。

8.根据权利要求7所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述驱动电机通过传动带和传动轮与所述第一传送转盘(201)和所述第二传送转盘(204)同时传送连接。

9.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池分选机，其特征在于，所述机架(1)的底部设置有升降脚杯(5)。