CN210464846U - 软包电池密封性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种软包电池密封性检测装置，包括采集组件，用于采集物料表面的形状参数；密封组件，用于抵持在物料表面形成检测区域，并在所述检测区域内形成独立密封腔；真空发生组件，用于在独立密封腔内形成真空环境；采集组件与检测区域相对，密封组件与真空发生组件连接。通过采集表面外观，将具有明显密封性问题的产品排除，再通过在电池外部表面检测区域形成独立密封腔，检测独立密封腔内电池表面的形状参数，再对独立密封腔抽真空处理，再次检测检测区域内电池表面的形状参数；对比两次检测的形状参数，判断软包电池密封性，相较于现有的通过长时间搁置检测、人工闻气味检测，具有检测效率高，检测结果精确的优势。

Description

软包电池密封性检测装置

技术领域

本实用新型涉及软包电池密封性检测技术领域，尤其涉及一种软包电池密封性检测装置。

背景技术

软包电池在生产过程中需要进行密封性检测，保障电池的生产质量。

目前的软包电池密封性检测方法有以下2种：第一种，将电池长时间搁置后，观察电池的表面形态是否有胀气现象，此种检测方法检测效率低，且对于工业化生产来说，占用场地大；第二种，通过检测人员闻电池是否有电解液气味来检测软包电池的密封性，由于电解液为有毒液体，会对检测人员造成人身伤害，且误判率高。

由上述可知，需要一种可靠的软包电池密封性检测技术来解决软包电池密封性检测的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的为：提供一种软包电池密封性检测装置，从而解决高效、可靠的检测软包电池密封性的问题。

本实用新型为解决其技术问题还提供了一种软包电池密封性检测装置，包括：

采集组件，用于采集物料表面外观；

密封组件，用于抵持在物料表面形成检测区域，并在所述检测区域内形成独立密封腔；

真空发生组件，用于在所述独立密封腔内形成真空环境；

工作台，用于承载物料；

其中，所述采集组件与所述检测区域相对，所述密封组件与所述真空发生组件连接，所述真空发生组件可与所述工作台连接。

作为上述方案的改进，还包括控制器，所述控制器与所述采集组件、密封组件、真空发生组件、工作台中的多个部件连接，用于控制采集组件、密封组件、真空发生组件、工作台中的多个组件之间相互协同工作。

作为上述方案的改进，所述采集组件包括参数检测传感器和/或图像采集传感器；所述参数检测传感器和/或所述图像采集传感器，与所述控制器连接；所述参数检测传感器用于测量物料的形状参数，所述图像采集传感器用于采集物料的表面外观。

作为上述方案的改进，所述密封组件包括动力部件、透光板，以及密封件，所述动力部件与所述透光板固定连接，所述透光板与所述密封件连接。

作为上述方案的改进，所述密封件包括密封圈和密封软胶条，所述密封软胶条与所述密封圈的一端连接。

作为上述方案的进一步改进，所述密封组件还包括压板，所述压板的一侧与所述动力部件连接，另一侧与所述透光板连接。

作为上述方案的改进，所述密封组件还包括密封腔延伸部件，所述密封腔延伸部件与所述压板连接，所述密封腔延伸部件与所述工作台适配，用于在工作台上形成延伸密封腔，所述密封腔与所述延伸密封腔连通，所述真空发生组件与所述延伸密封腔连通。

作为上述方案的进一步改进，所述真空发生组件包括真空阀、真空表、破真空阀，以及真空泵，所述真空泵通过气管与所述真空阀、所述真空泵、所述破真空阀连通，所述气管的一端与所述密封组件连通。

作为上述方案的进一步改进，所述真空发生组件包括真空发生器，所述真空发生器的工作端与所述密封组件连通。

作为上述方案的进一步改进，所述工作台包括平台动力件和夹具，所述工作台动力件与所述夹具连接，并驱动所述夹具做直线运动。

本实用新型软包电池密封性检测装置有一个或多个技术方案，至少具有以下一项或多项有益效果：通过采集电池表面外观，将具有明显密封性问题的产品排除，再通过在电池外部表面检测区域形成独立密封腔，检测独立密封腔内电池表面的形状参数，再对独立密封腔抽真空处理，再次检测检测区域内电池表面的形状参数；对比两次检测的形状参数，判断软包电池密封性，相较于现有的通过长时间搁置检测、人工闻气味检测，具有检测效率高，检测结果精确的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。

其中：

图1为软包电池密封性检测方法一种实施方式的流程图；

图2为软包电池一种实施例密封良好状态下的示意图；

图3为图2中软包电池密封不良状态下的示意图；

图4为软包电池检测装置一种实施方式的示意图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为软包电池检测装置另一实施方式的示意图；

图7为图6中B处的放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为软包电池密封性检测方法一种实施方式的流程图，参考图1,软包电池密封性检测方法，主要包括如下步骤：

S10通过传感器采集电池检测区域的外观，观察电池表面是否有刮伤，破孔的不良现象，如果有不良现象则排除，不进行后续检测工艺；如果通过S10检测无不良现象，则进入下一工序。在此操作步骤中可采用相机和与相机连接的载有图像采集处理软件的终端对电池表面进行信息采集，以便于操作人员观察电池表面的实际情况，同时此项操作可排除具有刮伤，破孔不良的产品，为后续检测做准备，保障后续检测操作的可靠性。

S20在电池外部表面检测区域形成独立密封腔，检测独立密封腔内电池表面的形状参数；其中，独立密封腔的覆盖面积小于电池的表面积。优选的检测过程中采集的形状参数可以是电池表面的高度、曲度、平面度。此操作步骤用于记录电池表面形状参数的初始值，为后续工艺的对比判断提供参照。

S30对独立密封腔进行抽真空处理，并保压，使得独立密封腔内压力均匀，保障后续工艺中检测数据的可靠性。同时通过在电池的检测区域形成独立密封腔，相较于将电池整体置于一密封腔内，抽真空过程中局部小区域的电池表面参数变化更加明显，更加容易采集到电池表面可靠的形态参数。

在一个实施例中，保压时间为t秒，其中t为整数，优选的t为3秒。需要说明保压时间与独立密封腔的大小以及抽真空的速度有关，本实用新型不限制保压时间t的具体数值，在不同的实施方式中，可根据需要进行设定和调整。

在另一个实施例中，抽真空的压强为-60Kpa，其中电池内部气压为-60kpa左右，使得独立密封腔内的压力与电池所能承受的压力值相适应，避免对电池本体造成损伤。需要说明，本实用新型不限制独立密封腔内的具体压力值，在实际使用过程中可根据需要进行设定和调整。

S40通过S30处理步骤后，再次检测独立密封腔内电池表面的形状参数，采集的形状参数可以是电池表面的高度、曲度、平面度，用于表征电池表面检测区域的密封性。

S50对比S20和S40两次检测结果的差值与设定参数值进行比较，大于设定参数值则表示电池密封性不良，小于设定值则表示电池密封性良好。设定值可以是0.01、0.02、0.04、2等。同时需要说明本实用新型的技术方案不限制设定值的大小和范围，在实际生产过程中可根据具体场景的需要进行设定和调整。

由上述可知，本实用新型软包电池密封性检测方法有一个或多个实施例具有如下有益效果，通过采集电池外观进行初步检测，排除明显不良品，之后对电池上的检测区域在施加负压前，施加负压后均做电池表面形状参数检测，通过对比两次的形状参数的差值与设定值的大小判断电池的密封性，其检测速度更快，判断方式更加直观可靠。

图2为软包电池一种实施例密封良好状态下的示意图，参考图2，软包电池在化成后，抽真空封口工艺时，由于抽真空封口时真空度在一定范围内，同时通过压板压住整块电池，压板压力一定的情况下，保持真空一定时间后封口电池，此工艺下的电池表面平整，内部空间压力为a。

电池10包括壳体11和内部集流体12，壳体11将集流体12密封包裹在其内部，在软包电池密封良好的状态下，壳体内部为负压，电池外壳11与集流体12紧密连接，电池12上下表面平整。

在实际生产过程中，由于壳体来料不良，冲壳破损，封印铝塑膜时产品不良，注液工艺时进水，抽气封口工艺时抽真空不完全，电池折边工艺时造成铝塑膜破损、冷热压及夹具压紧电池时造成内部短路，周转电池时造成表面破损等，使得电池内部，电解液与水反应形成副反应产生大量气体，使得电池内部压力变化。此时会出现3种情况：(1)电池内部压力大于a，小于大气压时，电池表面出现褶皱、轻微变软现象；(2)电池内部空间压力基本等于大气压时，电池表面壳体出现变软；(3)电池内部空间压力大于大气压，电池表面壳体出现鼓胀。

图3为图2中软包电池不良状态下的示意图，参考图2，壳体11中部为检测区域；由于电池内部独立空间13与电池外部环境存在压差，并且因压差的不同，使得电池表面形成如上述(1)、(2)、(3)中所述的不同程度的变化。需要说明电池内部空间为电池外壳11与集流体12之间自然形成的空间，不管电池密封良好或不良此空间均存在。电池内部独立空间13是指通过外力作用在电池表面，在电池内部空间隔离出的独立空间；此电池内部独立空间13相对于电池内部空间相对独立。

图4为软包电池检测装置一种实施方式的示意图，图5为图4中A处的放大图，参考图4和图5，软包电池密封性检测装置，包括采集组件20、密封组件30、真空发生组件40、工作台50，以及控制器60；真空发生组件40的输入输出端与密封组件30连通，采集组件20、密封组件30、真空发生组件40、工作台50均与控制器60电连接；采集组件20、密封组件30、真空发生组件40之间相互协同工作实现电池的密封性检测。

采集组件20包括图像采集传感器21，用于采集电池表面的图像信息；图像采集传感器21与控制器60电连接，用于控制采集传感器21的工作状态；图像采集传感器21与工作台50的工作面相对设置，用于采集位于工作台50上的物料表面信息。

采集组件20通过工作台50将物料移动至图像采集传感器21的工作区域，通过控制器60控制图像采集传感器21采集物料如电池的表面信息。

优选的图像采集传感器21为相机，相机为标准件使用方便，维护便利，稳定性高。

优选的采集组件20还包括参数检测传感器22，参数检测传感器22，用于采集电池表面的形状参数，此形状参数可以是高度或曲度或平面度或位移或距离等信息。

参数检测传感器22可以是测距传感器或激光位移传感器，优选的参数检测传感器22为超声波传感器、激光测距传感器、红外测距传感器、2.4GHZ雷达传感器中的一种，用以采集电池表面的拱起高度。

采集组件20通过设置图像采集传感器21采集电池的表面图像，又通过参数检测传感器22采集电池表面的高度信息。通过图像采集传感器21采集电池的表面图像对电池进行初筛，防止有较大裂口如大于针口的不良电池流入参数检测传感器22的检测工位，使得软包电池密封性检测装置的检测功能失效。进而保障软包电池密封性检测装置的可靠性和检测效率。

密封组件30包括动力部件31、透光板32，以及密封件33，动力部件31与透光板32固定连接，透光板32与密封件33连接。动力部件31驱动透光板32运动，透光板32上的密封件33与位于工作台50上的物料如电池的上表面压合，在物料如电池的外部上表面检测区域形成独立密封腔34；同时由于密封件33抵持在电池的上表面，使得电池内部空间与电池外表面检测区域相对的部分形成电池内部独立空间13(如图3中所示)。动力部件31可以是气缸、电缸、电机丝杆滑块模组、带传动模组、电机齿轮齿条驱动模组中的一种，动力部件31用于驱动透光板32相对于工作台50做靠近或远离运动。透光板32包括采集部321，采集部321为PE(聚乙烯)材质或钢化玻璃，使得参数采集传感器22可穿过采集部321采集位于工作台50上的物料信息。优选的，透光板32为防腐材质或表面涂有防腐涂层，可避免或减缓电池内部的电解液对透光板的腐蚀，保障透光板32的使用寿命。

优选的密封件33包括密封圈331和密封软胶条332，通过设置密封圈331和密封软胶条332使得透光板32与压板35之间、压板35与物料如电池表面紧密连接，保障密封组件30与待密封物料之间密封的可靠性。同时，由于密封件抵持在电池的上表面，也使得电池内部空间与电池外表面检测区域相对的部分形成电池内部独立空间13。

优选的密封组件30还包括压板35，压板35的一侧与动力部件31连接，另一侧与透光板32连接。动力部件31驱动压板35运动，压板35带动透光板32同步运动。透光板32与压板35可以是螺纹紧固连接或粘接或卡接。压板35的设置使得透光板32上的结构更加简单；同时可避免或削弱参数检测传感器22，如激光测距传感器由于透光板32在运动过程中受到冲击发生振动，使得穿过透光板的测距激光光路发生畸变，从而使得检测结果不准确的问题。由上述可知具有压板35的密封组件30相较于，动力部件31直接与透光板32连接的密封组件，具有更高的可靠性。

真空发生组件40包括真空阀41、真空表42、破真空阀43，以及真空泵44，真空泵44通过气管45与真空阀41、真空表42、破真空阀43连通，气管45的另一端与密封组件30连通。在一个实施例中，真空发生组件40与控制器60电连接，通过控制器60发出信号控制真空发生器40动作。在一个实施例中真空发生组件为真空发生器，真空发生器通过气管与密封组件连接，调节密封组件内部的压强。在一个实施例中真空发生器与控制器60电连接，控制器60发出信号控制真空发生器动作。

真空发生组件40用于调节密封组件30内的压强，保障采集组件20可准确的采集到软包电池在设定负压状态下的表面形状参数。

工作台50包括第一工作位51和第二工作位52，工作台50用于驱动物料在第一工作位和第二工作位之间切换。在一个实施例中采集组件20中第一工位51上部设置图像采集传感器21、第二工位的上部设置着参数检测传感器22和密封组件30。工作台50包括工作台动力件53和夹具54，工作台动力件53与夹具54连接，并与控制器60电连接，通过控制器60发出信号控制工作台动力件53动作，驱动夹具54做直线运动。

工作台动力件53可以是伺服电缸或滚珠丝杆组件或带传动组件或链传动组件中的一种。

控制器60包括PLC和/或工控机，用于控制抽真空组件40、密封组件30、采集组件20，以及工作台50之间的相互协同工作。需要说明本实用新型中的功能组件如抽真空组件40、密封组件30、采集组件20、工作台50，可以是人工操作控制，也可以是通过控制器60控制其中的一个或多个功能组件，还可以是人工与控制器共同控制本实用新型的软包电池密封性检测装置进行正常工作。

优选的还包括显示装置70，显示装置70与控制器60电连接，用于显示软包电池密封检测装置的工作状态，方便操作人员查看检测装置信息。

本实用新型的工作原理如下：将电池放入夹具内，通过图像采集传感器采集电池检测区域的表面图像，如果有破损或划痕则排除，如果没有破损则进入下一工位；通过工作台动力件驱动夹具上的物料从第一工位运动至第二工位，密封组件下压，在电池上表面形成独立密封腔；参数检测传感器进行第一次采集位于其下部的独立密封腔内的电池表面检测区域的形状参数；然后通过真空发生组件对独立密封腔抽真空，保压一定时间后，再次通过参数检测传感器进行第二次采集检测区域内同一部位的电池表面形状参数；通过对比两次采集的形状参数的差值与设定值进行比较，差值大于设定值时表征电池密封性不良，差值小于等于设定值时表征电池密封性良好；之后真空发生组件破真空、密封组件远离工作台，工作台从第二工位运动至第一工位，卸下电池，检测下一个电池。

需要说明本实用新型的实施例还可以通过固定工作台50上物料的位置不动，从而调整采集组件20、密封组件30的位置来对物料的密封性进行检测；或者在同一位置通过图像采集传感器21采集完成后，密封组件30对电池密封，之后参数检测传感器22采集电池的表面信息，从而对电池的密封性进行检测。

优选的在一个实施例中，控制器60与工作台50的工作台动力件51、图像采集传感器21、参数检测传感器22、显示装置70、真空泵46、真空阀41、破真空阀43、真空表42、动力部件31电连接。本实施例的操作流程为，将电池放入夹具内，控制器发出信号控制参数检测传感器进行采集，将采集内容显示在显示装置上通过人工或控制器进行判断，判断为不良品时排除，判断为良品时，控制器发出信号控制工作台动力件从第一工位运动至第二工位；之后控制器发出信号控制动力件动作，驱动密封组件向下运动，在电池上表面形成独立密封腔；然后控制器发出信号控制参数检测传感器进行第一次采集电池表面检测区域即独立密封腔34内电池表面的形状参数；采集完成后，控制器发出信号控制真空泵、真空阀、真空表工作，对密封组件形成的独立密封腔进行抽真空处理；稳压一定时间后，控制器发出信号控制参数检测传感器进行第二次采集独立密封腔34内电池表面的形状参数；之后通过人工进行对比或控制器比较两次检测结果与设定值进行比较，得出检测结果；之后，控制器发出信号控制破真空阀、动力件动作；最后，控制器发出信号，控制工作台动力件动作，将夹具从第二工位运动至第一工位，之后下料，检测下一电池的密封性，实现电池的全自动或半自动密封性检测。

图6为软包电池检测装置另一实施方式的示意图，图7为图6中B处的放大图，参考图6和图7，本实施例与图4中实施例的区别在于，还包括密封腔延伸部件80，密封腔延伸部件80与压板35连接，密封腔延伸部件80还与工作台50适配，此处适配是指密封腔延伸部件80可覆盖小于工作台表面的区域。在小于工作台50表面的区域，在动力部件31的作用下形成延伸密封腔81，真空发生组件与延伸密封腔81连通，延伸密封腔81与独立密封腔34连通。本实施例相较于图4中的实施例，可在工作台50上形成更大的密封腔(34，81)，密封腔(34,81)由独立密封腔34和延伸密封腔81组成；密封件33在此实施例中仅对电池表面检测区域施加压力，在电池内部空间与电池表面检测区域相对的部分形成电池内部独立空间13(如图3中所示)；此实施例中用于形成负压环境的独立密封腔34，由密封腔(34，81)替代。由上述可知，本实施例中的延伸密封腔81可容纳更大尺寸的或不规则形状的电池，对电池的密封性进行检测，具有更广的适用范围。

由上述可知，本实用新型有一个或多个实施例具有以下至少一种有益效果：通过设置工作台、采集组件、密封组件、抽真空组件、控制器，以及显示装置，相互协同作用，通过在局部密封腔内进行第一次常压下电池形状参数采集，第二次负压下电池形状参数采集，通过数值对比得出电池的密封性，相较于现有的人工嗅闻，长时间搁置后观察来说，检测效率更高，检测精确性和安全性更好。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.软包电池密封性检测装置，其特征在于：包括

采集组件，用于采集物料表面的形状参数；

密封组件，用于抵持在物料表面形成检测区域，并在所述检测区域内形成独立密封腔；

真空发生组件，用于在所述独立密封腔内形成真空环境；

工作台，用于承载物料；

其中，所述采集组件与所述检测区域相对，所述密封组件与所述真空发生组件连接，所述真空发生组件与所述工作台连接。

2.根据权利要求1所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器与所述采集组件、密封组件、真空发生组件、工作台中的多个部件连接，用于控制采集组件、密封组件、真空发生组件、工作台中的多个组件之间相互协同工作。

3.根据权利要求2所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述采集组件包括参数检测传感器和/或图像采集传感器；所述参数检测传感器和/或所述图像采集传感器，与所述控制器连接；所述参数检测传感器用于测量物料的表面形状参数，所述图像采集传感器用于采集物料的表面外观。

4.根据权利要求2所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述密封组件包括动力部件、透光板，以及密封件，所述动力部件与所述透光板固定连接，所述透光板与所述密封件连接。

5.根据权利要求4所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述密封件包括密封圈和密封软胶条，所述密封软胶条与所述密封圈的一端连接。

6.根据权利要求4所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述密封组件还包括压板，所述压板的一侧与所述动力部件连接，另一侧与所述透光板连接。

7.根据权利要求6所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述密封组件还包括密封腔延伸部件，所述密封腔延伸部件与所述压板连接，所述密封腔延伸部件与所述工作台适配，用于在工作台上形成延伸密封腔，所述独立密封腔与所述延伸密封腔连通，所述真空发生组件与所述延伸密封腔连通。

8.根据权利要求1至7任一项所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述真空发生组件包括真空阀、真空表、破真空阀，以及真空泵，所述真空泵通过气管与所述真空阀、所述真空表、所述破真空阀连通，所述气管的一端与所述密封组件连通。

9.根据权利要求1至7任一项所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述真空发生组件包括真空发生器，所述真空发生器的工作端与所述密封组件连通。

10.根据权利要求1至7任一项所述的软包电池密封性检测装置，其特征在于：所述工作台包括平台动力件和夹具，所述工作台动力件与所述夹具连接，并驱动所述夹具做直线运动。

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