CN211234290U - 锂电池极片尺寸实时在线测量机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构，包括用于对锂电池极片提供支撑的辊组件，所述锂电池极片沿着所述辊组件传输；还包括用于对锂电池极片的正反面涂层进行对齐度检测的视觉检测装置；所述视觉检测装置至少包括两组图像传感器：第一组图像传感器用于对锂电池极片的边缘进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片的边缘的上方位置和下方位置，第二组图像传感器用于对锂电池极片的中部进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片的中部的上方位置和下方位置；本实用新型能够准确测量锂电池极片正反面的对齐度以及锂电池极片的长度，而且无需停机测量，具有更高的准确率和生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构。
背景技术
锂离子电池:是一种二次电池(充电电池)，俗称为锂电池。它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
目前的锂离子电池生产大部分采用叠片工艺，其包括以下步骤：1、制浆:用专门的溶剂和粘结剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质；2、涂膜:通过自动涂布机将正负极浆料分别均匀地涂覆在金属箔表面，经自动烘干后自动剪切制成正负极极片；3、装配:将正负极片交替叠放在一起，同时使用隔膜将其分开，即，按正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序经卷绕注入电解液、封口、正负极耳焊接等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。这种工艺对锂电池极片的尺寸的一致性要求非常高，如果锂电池极片尺寸的误差较大，则会严重影响电池的使用质量，甚至会造成严重的后果。
现有的锂电池极片基本采用分段间隔涂布技术替代传统的连续涂布技术。分段间隔涂布技术可以根据电池极片长度，在集流体上预留空间、间隔定长涂布。但是定长涂布技术的涂布/间隔长度具有累计误差；特别地，涂布工艺还要求将上下涂布区域对齐。因此，锂电池极片在涂布过程中常常需要对极片进行定时裁切/停机测量，给生产带来不便，严重影响了生产效率。
实用新型内容
本实用新型为解决上述问题，提供了一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构，能够准确测量锂电池极片正反面的对齐度，而且无需停机测量，具有更高的准确率和生产效率。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构，包括用于对锂电池极片(10)提供支撑的辊组件，所述锂电池极片(10)沿着所述辊组件传输；还包括用于对锂电池极片(10)的正反面涂层进行对齐度检测的视觉检测装置；所述视觉检测装置至少包括两组图像传感器：第一组图像传感器用于对锂电池极片(10)的边缘进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片(10)的边缘的上方位置和下方位置，第二组图像传感器用于对锂电池极片(10)的中部进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片(10)的中部的上方位置和下方位置。
优选的，所述第一组图像传感器包括位于锂电池极片(10)的边缘的上方位置的第二CCD图像传感器(42)和位于锂电池极片(10)的边缘的下方位置的第四CCD图像传感器(44)，所述第二组图像传感器包括位于锂电池极片(10)的中部的上方位置的第一CCD图像传感器(41)和位于锂电池极片(10)的中部的下方位置的第三CCD图像传感器(43)；所述第二CCD图像传感器(42)与所述第四CCD图像传感器(44)上下对齐，所述第一CCD图像传感器(41)与所述第三CCD图像传感器(43)上下对齐。
优选的，还包括安装支架(70)，所述安装支架(70)设有上横杆(71)和下横杆(72)，所述第一CCD图像传感器(41)和所述第二CCD图像传感器(42)设于所述上横杆(71)上，所述第三CCD图像传感器(43)和所述第四CCD图像传感器(44)设于所述下横杆(72)上。
进一步的，所述上横杆(71)和所述下横杆(72)分别设有图像传感器的固定座(76)，所述图像传感器安装在传感器固定架(45)上，所述传感器固定架(45)通过角度滑台(73)和直线滑台(74)装接在所述固定座(76)上，所述角度滑台(73)与所述固定座(76)转动配合，所述直线滑台(74)与所述固定座(76)滑动配合。
优选的，所述每个图像传感器还对应设有同轴光源(50)，所述锂电池极片(10)的上方位置的图像传感器设置于所述同轴光源(50)的中心的上方，所述锂电池极片(10)的下方位置的图像传感器设置于所述同轴光源(50)的中心的下方；所述同轴光源(50)与所述传感器固定架(45)固定连接。
优选的，所述锂电池极片(10)的上方位置或下方位置还设有用于感应所述锂电池极片(10)以便启动所述视觉检测装置的光电传感器(60)，所述光电传感器(60)通过传感器固定板(61)与所述上横杆(71)或所述下横杆(72)固定连接，且所述光电传感器(60)设置于所述图像传感器的横向对应位置。
优选的，所述辊组件包括前导辊(13)、后导辊(14)以及支撑辊，所述支撑辊设置在前导辊(13)和后导辊(14)之间，所述视觉检测装置设置在所述前导辊(13)和所述支撑辊之间。
进一步的，所述支撑辊包括前支撑辊(11)和后支撑辊(12)，所述前支撑辊(11)与所述后支撑辊(12)高度错开设置，所述视觉检测装置设置在所述前导辊(13)和所述前支撑辊(11)之间，且所述前导辊(13)和所述前支撑辊(11)水平对齐设置。
优选的，还包括涂布辊(20)和编码器(30)，所述编码器(30)安装在所述涂布辊(20)的边缘位置并对所述涂布辊(20)的涂布长度进行检测。
进一步的，所述后导辊(14)设置在所述涂布辊(20)的前方，且所述后导辊(14)的安装位置高于所述涂布辊(20)的安装位置。
本实用新型的有益效果是：
(1)、本实用新型通过视觉检测装置能够准确测量锂电池极片正反面的对齐度，而且无需停机测量，具有更高的准确率和生产效率；
(2)、本实用新型的视觉检测装置包括两组以上的图像传感器，能够分别对锂电池极片的边缘和中部进行对齐度检测，准确率更高，特别适用于弧形极片的测量；
(3)、本实用新型的测量机构，不仅能够检测锂电池极片的长度和对齐度，还能够通过CCD图像传感器准确识别涂布刮痕、极片残损、极耳焊接不对称等现象；
(4)、本实用新型还设有对图像传感器进行转动调节的角度滑台，以及对图像传感器进行位置调节的直线滑台；
(5)、每个图像传感器还对应设有同轴光源，从而能够辅助图像传感器获取更清晰的图像，并配置光电传感器来检测极片和控制拍照时机，使得检测结果更准确；
(6)、本实用新型通过编码器计算长度，并配合视觉检测装置对极片的头尾部分进行精细补偿，达到高精度的测量值；
(7)、本实用新型还在涂布辊的前方设置后导辊，从而能够对后导辊后方的抖动源进行隔离，使得对齐度和长度的测量更准确和稳定。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构的立体结构示意图之一；
图2为本实用新型一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构的立体结构示意图之二；
图中：
10-锂电池极片；11-前支撑辊；12-后支撑辊；13-前导辊；14-后导辊；
20-涂布辊；
30-编码器；31-编码器支架；
视觉检测装置：41-第一CCD图像传感器；42-第二CCD图像传感器；43-第三CCD图像传感器；44-第四CCD图像传感器；45-传感器固定架；
50-同轴光源；
60-光电传感器；61-传感器固定板；
70-安装支架；71-上横杆；72-下横杆；73-角度滑台；74-直线滑台；
75-侧板；76-固定座。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和图2所示，本实用新型的一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构，包括用于对锂电池极片10提供支撑的辊组件，所述锂电池极片10沿着所述辊组件传输；还包括用于对锂电池极片10的正反面涂层进行对齐度检测的视觉检测装置；所述视觉检测装置至少包括两组图像传感器：第一组图像传感器用于对锂电池极片10的边缘进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片10的边缘的上方位置和下方位置，第二组图像传感器用于对锂电池极片10的中部进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片10的中部的上方位置和下方位置。当然，还可以根据锂电池极片的实际宽度设置三组以上的图像传感器，例如，可在两侧的边缘分别设置一组图像传感器，和/或，在中部间隔设置两组以上的图像传感器，不以此为限。
本实施例中，所述第一组图像传感器包括位于锂电池极片10的边缘的上方位置的第二CCD图像传感器42和位于锂电池极片10的边缘的下方位置的第四CCD图像传感器44，所述第二组图像传感器包括位于锂电池极片10的中部的上方位置的第一CCD图像传感器41和位于锂电池极片10的中部的下方位置的第三CCD图像传感器43；所述第二CCD图像传感器42与所述第四CCD图像传感器44上下对齐，所述第一CCD图像传感器41与所述第三CCD图像传感器43上下对齐。
本实施例还包括安装支架70，所述安装支架70设有上横杆71和下横杆72，所述第一CCD图像传感器41和所述第二CCD图像传感器42设于所述上横杆71上，所述第三CCD图像传感器43和所述第四CCD图像传感器44设于所述下横杆72上。所述安装支架70还包括左右两个侧板75，所述上横杆71和所述下横杆72连接在所述两个侧板75之间。所述上横杆71和所述下横杆72分别设有图像传感器的固定座76，所述图像传感器安装在传感器固定架45上，所述传感器固定架45通过角度滑台73和直线滑台74装接在所述固定座76上，所述角度滑台73与所述固定座76转动配合，所述直线滑台74与所述固定座76滑动配合。所述锂电池极片10的上方位置或下方位置还设有用于感应所述锂电池极片10以便启动所述视觉检测装置的光电传感器60，所述光电传感器60通过传感器固定板61与所述上横杆71或所述下横杆72固定连接，且所述光电传感器60设置于所述图像传感器的横向对应位置。
并且，所述每个图像传感器还对应设有同轴光源50，所述锂电池极片10的上方位置的图像传感器设置于所述同轴光源50的中心的上方，所述锂电池极片10的下方位置的图像传感器设置于所述同轴光源50的中心的下方；所述同轴光源50与所述传感器固定架45固定连接。
所述辊组件包括前导辊13、后导辊14以及支撑辊，所述支撑辊设置在前导辊13和后导辊14之间，所述视觉检测装置设置在所述前导辊13和所述支撑辊之间。本实施例的所述支撑辊包括前支撑辊11和后支撑辊12，所述前支撑辊11与所述后支撑辊12高度错开设置，所述视觉检测装置设置在所述前导辊13和所述前支撑辊11之间，且所述前导辊13和所述前支撑辊11水平对齐设置。还包括涂布辊20和编码器30，所述编码器30安装在所述涂布辊20的边缘位置并对所述涂布辊20的涂布长度进行检测。所述后导辊14设置在所述涂布辊20的前方，且所述后导辊14的安装位置高于所述涂布辊20的安装位置。所述前导辊13连接在两侧的侧板75之间，所述后导辊14、前支撑辊11、后支撑辊12以及所述涂布辊20悬吊设置在两个侧板75的其中之一上。
所述锂电池极片10首先经所述涂布辊20进行正反面的涂布，并在涂布过程中通过编码器30进行测量锂电池极片10的初始长度；涂布后的锂电池极片10继续沿着后导辊14传输至后支撑辊12和前支撑辊11，所述光电传感器60检测到所述锂电池极片10的涂布间隔位置传输至前支撑辊11和前导辊13之间时，启动视觉检测装置，通过视觉检测装置对锂电池极片10进行获取正反面的图像，并根据检测到的涂布间隔位置的边缘图像计算所述锂电池极片10的前后边缘的补偿尺寸，根据该补偿尺寸对编码器30所测得的初始长度进行精细补偿，得到准确的长度尺寸。并且，所述视觉检测装置还进一步根据获取的极片的正反面图像进行对齐处理，从而在极片的边缘位置和中部位置分别判断正反面的对齐度，得到极片的准确尺寸。
上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池极片尺寸实时在线测量机构，包括用于对锂电池极片(10)提供支撑的辊组件，所述锂电池极片(10)沿着所述辊组件传输；其特征在于，还包括用于对锂电池极片(10)的正反面涂层进行对齐度检测的视觉检测装置；所述视觉检测装置至少包括两组图像传感器：第一组图像传感器用于对锂电池极片(10)的边缘进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片(10)的边缘的上方位置和下方位置，第二组图像传感器用于对锂电池极片(10)的中部进行对齐度检测并安装在对应锂电池极片(10)的中部的上方位置和下方位置。
2.根据权利要求1所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述第一组图像传感器包括位于锂电池极片(10)的边缘的上方位置的第二CCD图像传感器(42)和位于锂电池极片(10)的边缘的下方位置的第四CCD图像传感器(44)，所述第二组图像传感器包括位于锂电池极片(10)的中部的上方位置的第一CCD图像传感器(41)和位于锂电池极片(10)的中部的下方位置的第三CCD图像传感器(43)；所述第二CCD图像传感器(42)与所述第四CCD图像传感器(44)上下对齐，所述第一CCD图像传感器(41)与所述第三CCD图像传感器(43)上下对齐。
3.根据权利要求2所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：还包括安装支架(70)，所述安装支架(70)设有上横杆(71)和下横杆(72)，所述第一CCD图像传感器(41)和所述第二CCD图像传感器(42)设于所述上横杆(71)上，所述第三CCD图像传感器(43)和所述第四CCD图像传感器(44)设于所述下横杆(72)上。
4.根据权利要求3所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述上横杆(71)和所述下横杆(72)分别设有图像传感器的固定座(76)，所述图像传感器安装在传感器固定架(45)上，所述传感器固定架(45)通过角度滑台(73)和直线滑台(74)装接在所述固定座(76)上，所述角度滑台(73)与所述固定座(76)转动配合，所述直线滑台(74)与所述固定座(76)滑动配合。
5.根据权利要求4所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述每个图像传感器还对应设有同轴光源(50)，所述锂电池极片(10)的上方位置的图像传感器设置于所述同轴光源(50)的中心的上方，所述锂电池极片(10)的下方位置的图像传感器设置于所述同轴光源(50)的中心的下方；所述同轴光源(50)与所述传感器固定架(45)固定连接。
6.根据权利要求3所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述锂电池极片(10)的上方位置或下方位置还设有用于感应所述锂电池极片(10)以便启动所述视觉检测装置的光电传感器(60)，所述光电传感器(60)通过传感器固定板(61)与所述上横杆(71)或所述下横杆(72)固定连接，且所述光电传感器(60)设置于所述图像传感器的横向对应位置。
7.根据权利要求1所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述辊组件包括前导辊(13)、后导辊(14)以及支撑辊，所述支撑辊设置在前导辊(13)和后导辊(14)之间，所述视觉检测装置设置在所述前导辊(13)和所述支撑辊之间。
8.根据权利要求7所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述支撑辊包括前支撑辊(11)和后支撑辊(12)，所述前支撑辊(11)与所述后支撑辊(12)高度错开设置，所述视觉检测装置设置在所述前导辊(13)和所述前支撑辊(11)之间，且所述前导辊(13)和所述前支撑辊(11)水平对齐设置。
9.根据权利要求7所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：还包括涂布辊(20)和编码器(30)，所述编码器(30)安装在所述涂布辊(20)的边缘位置并对所述涂布辊(20)的涂布长度进行检测。
10.根据权利要求9所述的锂电池极片尺寸实时在线测量机构，其特征在于：所述后导辊(14)设置在所述涂布辊(20)的前方，且所述后导辊(14)的安装位置高于所述涂布辊(20)的安装位置。
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| CN201922249638.XU CN211234290U (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 锂电池极片尺寸实时在线测量机构 |
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|---|---|
| CN211234290U true CN211234290U (zh) | 2020-08-11 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114061454A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-18 | 南京国轩电池有限公司 | 一种锂离子电池涂布ccd测量系统动态稳定性的评价方法 |
| WO2023185203A1 (zh) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 尺寸检测装置及检测方法、叠片设备 |
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| CN117974579A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-05-03 | 钛玛科（北京）工业科技有限公司 | 一种基于差值法进行涂布巡边的方法 |
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2019
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Legal Events
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Denomination of utility model: Real time online measurement mechanism for lithium battery electrode size Effective date of registration: 20230714 Granted publication date: 20200811 Pledgee: Bank of China Limited Xiamen hi tech Park sub branch Pledgor: Fujian force and line Intelligent Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980048474 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |