CN216718264U - 叠片电池的检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种叠片电池的检测装置。叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，正极片具有四个正极顶点，负极片具有四个负极顶点，每个正极顶点分别与一个负极顶点对应，每个正极顶点与对应的负极顶点间隔开形成一个待测区间，检测装置包括：支架，支架用于定位正极片和负极片；光学测量模块，光学测量模块同时向两个相邻的待测区间发射光线，并测量经过两个相邻的待测区间的光线形成的投影的尺寸，得到投影距离；错位计算模块，错位计算模块根据投影距离、正极片和负极片的几何尺寸得出光线经过的每个待测区间的负极顶点和正极顶点之间的距离。本申请的叠片电池的检测装置能够简化测试工序。

Description

叠片电池的检测装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种叠片电池的检测装置。

背景技术

叠片电池在生产过程中存在波动，因此造成堆叠极片中存在异常，如：单极片卷曲，极片歪斜等问题。由此，需要无损检测装置来校验叠片的状态，以保证符合产品的要求。

目前市场上对叠片检测的装置和检测工序都较为复杂。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种叠片电池的检测装置的新技术方案，能够解决现有技术中的检测装置和检测工序较为复杂的技术问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种叠片电池的检测装置，所述叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，所述正极片具有四个正极顶点，所述负极片具有四个负极顶点，每个所述正极顶点分别与一个所述负极顶点对应，每个所述正极顶点与对应的所述负极顶点间隔开形成一个待测区间，检测装置包括：支架，所述支架用于定位所述正极片和所述负极片；光学测量模块，所述光学测量模块同时向两个相邻的所述待测区间发射光线，并测量经过两个相邻的所述待测区间的光线形成的投影的尺寸，得到投影距离；错位计算模块，所述错位计算模块根据所述投影距离、所述正极片和所述负极片的几何尺寸得出光线经过的每个待测区间的负极顶点和正极顶点之间的距离。

根据本申请的一个实施例，所述叠片电池相对于所述支架可活动，以使所述光学测量模块同时向相邻设置的其他两个待测区间发射光线。

根据本申请的一个实施例，所述的叠片电池的检测装置还包括：第一调节件，所述第一调节件分别与所述支架和所述叠片电池连接，所述第一调节件相对于所述支架可活动以使所述叠片电池旋转或者翻转。

根据本申请的一个实施例，所述光学测量模块包括：光源，所述光源位于所述叠片电池的第一侧，所述光源能够发射光线；两个接收模块，所述两个接收模块位于所述叠片电池的第二侧，两个所述接收模块与光线经过的两个所述待测区间一一对应，每个所述接收模块具有投影平面，所述投影平面用于接收经过所述待测区间的光线形成的投影；投影计算模块，所述投影计算模块与所述接收模块连接，以用于根据所述投影平面接收到的投影、所述正极片和所述负极片的几何尺寸计算光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的距离。

根据本申请的一个实施例，所述光源为长条形的发光管，所述光线为X射线。

根据本申请的一个实施例，所述的叠片电池的检测装置还包括：第二调节件，所述第二调节件分别与所述支架和所述光源连接，以用于调节所述光源的位置。

根据本申请的一个实施例，光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的连线与所述投影平面平行设置。

根据本申请的一个实施例，光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的连线与对应的所述投影平面倾斜设置。

根据本申请的一个实施例，所述的叠片电池的检测装置还包括：第三调节件，所述第三调节件分别与所述支架和所述接收模块连接，所述第三调节件用于调节所述投影平面与光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的连线之间的夹角。

根据本申请的一个实施例，所述叠片电池包括堆叠设置的多个电芯，所述电芯包括所述正极片和所述负极片，所述光学测量模块同时向多个所述电芯发射光线。

根据本公开的一个实施例，通过采用光学测量模块同时对两个相邻的待测区间发射光线，并测量经过两个相邻的所述待测区间的光线形成的投影的尺寸，得到投影距离，最终得到每个待测区间的负极顶点和正极顶点之间的距离，本申请的检测装置能够节省能源，保证一次测试到足够多的待测区间，减少检测装置所需的零件数量，简化测量工序，提高测量速率。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请提供的一个实施例的叠片电池的检测装置的结构示意图；

图2是本申请提供的又一个实施例的叠片电池的检测装置的结构示意图；

图3是本申请提供的一个实施例的叠片电池旋转前的示意图；

图4是本申请提供的一个实施例的叠片电池旋转后的示意图；

图5是本申请提供的电芯的局部示意图；

图6是本申请提供的电芯的局部示意图；

图7是本申请提供的叠片电池在检测时的局部示意图；

图8是本申请提供的一个实施例的叠片电池翻转前的示意图；

图9是本申请提供的一个实施例的叠片电池翻转后的示意图。

附图标记

叠片电池的检测装置100；

光学测量模块20；光源21；接收模块22；光线23；

叠片电池200；电芯201；正极片202；负极片203；待测区间204；隔板205。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图详细描述根据本申请实施例的叠片电池的检测装置100。

如图1至图9所示，根据本申请实施例的叠片电池的检测装置100可以用于叠片电池200，叠片电池200包括层叠设置的正极片202和负极片203，正极片202具有四个正极顶点，负极片203具有四个负极顶点，每个正极顶点分别与一个负极顶点对应，每个正极顶点与对应的负极顶点间隔开形成一个待测区间204，检测装置100包括支架、光学测量模块20和错位计算模块。

具体而言，支架用于定位正极片202和负极片203，光学测量模块20同时向两个相邻的待测区间204发射光线23，并测量经过两个相邻的待测区间204的光线23形成的投影的尺寸，得到投影距离。错位计算模块根据投影距离、正极片202和负极片203的几何尺寸得出光线23经过的每个待测区间204的负极顶点和正极顶点之间的距离。

换言之，根据本申请实施例的叠片电池的检测装置100主要由支架、光学测量模块20和错位计算模块组成，其中，支架主要起到支承的作用。叠片电池200、光学测量模块20均可以安装在支架上。支架可以是一体的，也可以是由分开的多个支承件组成，在此不作限定。当支架由分开的多个支承件组成时，可以将叠片电池200放在一个支承件上，将光学测量模块20放在另一个支承件上。

叠片电池200包括正极片202和负极片203，相邻的正极片202和负极片203之间层叠设置，且具有一定的错位角度，负极片203的外周缘超出正极片202的外周缘。正极片202具有四个正极顶点，负极片203也具有四个负极顶点。为了便于描述，将负极片203的四个负极顶点定义为依次相邻设置的A、B、C、D顶点，并将正极片202的四个正极顶点定位为依次相邻设置的a、b、c、d顶点。其中A与a靠近且相对应，B与b靠近且相对应，C与c靠近且相对应，D与d相对应。也就是说，A和a顶点组成了一个待测区间Aa，B和b顶点组成了一个待测区间Bb，C和c顶点组成了一个待测区间Cc，D和d顶点组成了一个待测区间Dd。

如图1和图2所示，光学测量模块20能够同时对两个相邻的待测区间204发射光线并测量每个待测区间204的投影距离，例如，同时对待测区间Aa和待测区间Bb，或者待测区间Cc和待测区间Dd，或者待测区间Aa和待测区间Dd，或者待测区间Bb和待测区间Cc发射光线并测量投影距离。

在光学测量模块20对每个待测区间204进行测量时，先向待测区间204发射光线，然后测量在光线经过待测区间204时形成的投影的尺寸，得到投影距离D。又由于光学测量模块20能够同时向两个相邻的待测区间204发射光线，因此本申请的检测装置100能够同时分别获取两个待测区间204的投影距离D。

需要说明的是，在光学测量模块20和错位计算模块获取正、负极的错位信息时，可以采用现有的计算模块以及光学模块。在检测时，如图5所示，可以在叠片工序利用CCD视觉检测系统记录每个正极片202和负极片203的长度L和宽度H，结合测量角度测出来的投影距离D值，进行运算，得到如图7所示的对应的X、Y方向的包覆值，将包覆值与标准值进行对比，判断是否符合要求。同时还可以通过算法判断正极片202和负极片203的状态，排除打皱，多极片，少极片等等问题。例如，如图7所示，设计包覆X方向为(1.5±0.8)，Y方向为(1.2±0.6)，转换成包覆值d(1.9±1)。在检测完成后，可以根据计算出的包覆值与标准值的比较结果判断产品合格或者不合格。

由此，根据本申请实施例的叠片电池的检测装置100，通过采用光学测量模块20同时对两个相邻的待测区间204发射光线23，并测量经过两个相邻的待测区间204的光线23形成的投影的尺寸，得到投影距离，最终得到每个待测区间204的负极顶点和正极顶点之间的距离，本申请的检测装置100能够节省能源，保证一次测试到足够多的待测区间，减少检测装置所需的零件数量，简化测量工序，提高测量速率。

根据本申请的一个实施例，叠片电池相对于支架可活动，以使光学测量模块同时向相邻设置的其他两个待测区间204发射光线23。也就是说，可以先对两个待测区间204进行测量，然后再对另外两个待测区间204进行测量，通过两次测量工序即可实现对于全部四个待测区间204的测量。

根据本申请的一个实施例，叠片电池的检测装置100还包括第一调节件，第一调节件分别与支架和叠片电池200连接，第一调节件相对于支架可活动以使叠片电池200旋转或者翻转，以用于测量其他两个待测区间204的投影距离。也就是说，在支架上安装有第一调节件，通过第一调节件可以实现叠片电池200和支架之间的相对运动，从而实现调节叠片电池200和光学测量模块20之间的相对位置的调节，进而实现对于另外两个待测区间204的测量。

例如，在第一次测量时，对待测区间Aa和待测区间Bb进行同时测量。在测量完毕后，通过旋转或者翻转叠片电池200，实现对于待测区间Cc和待测区间Dd的同时测量。

其中，在对叠片电池200旋转时，如图3和图4所示，可以以垂直于叠片电池200的表面的中心线为轴线进行旋转。例如，在叠片电池200的长边沿竖直方向延伸，短边沿水平方向延伸时，叠片电池200的长边和短边围合有表面，叠片电池200的中心线沿前后方向延伸且垂直于表面。在第一次测量时，光学测量模块20发出的光线23同时投射至待测区间Aa和待测区间Bb，例如左侧的光线23投射至待测区间Aa，右侧的光线23投射至待测区间Bb。在第二次测量时，光学测量模块20发出的光线23同时投射至待测区间Cc和待测区间Dd，例如左侧的光线23投射至待测区间Cc，右侧的光线23投射至待测区间Dd。

在对叠片电池200翻转时，如图8和图9所示，可以以叠片电池200的长度方向的中心线为轴向进行旋转。例如，在叠片电池200的长边沿竖直方向延伸，短边沿水平方向延伸时，叠片电池200的中心线沿左右方向延伸且经过长边的中点位置。在第一次测量时，光学测量模块20发出的光线23同时投射至待测区间Aa和待测区间Bb，例如左侧的光线23投射至待测区间Aa，右侧的光线23投射至待测区间Bb。在第二次测量时，光学测量模块20发出的光线23同时投射至待测区间Cc和待测区间Dd，例如左侧的光线23投射至待测区间Dd，右侧的光线23投射至待测区间Cc。

在本实施例中，通过驱动叠片电池200和光学测量模块20之间发生相对活动，能够通过两步即可实现对于所有待测区间204的检测，大大提高了检测效率。

根据本申请的一个实施例，如图1和图2所示，光学测量模块20包括：光源21、两个接收模块22、投影计算模块。

具体地，光源21位于叠片电池200的第一侧，光源21能够发射光线23。两个接收模块22位于叠片电池200的第二侧，两个接收模块22与光线23经过的两个待测区间204一一对应，每个接收模块22具有投影平面，投影平面用于接收经过待测区间204的光线23形成的投影。投影计算模块与接收模块22连接，以用于根据投影平面接收到的投影、正极片202和负极片203的几何尺寸计算光线23经过的待测区间204的负极顶点和正极顶点之间的距离。通过错位计算模块的算法能够准确得到叠片电池的信息，实现对于叠片电池的精准检测和合格性判断。

例如，如图1和图2所示，光源21位于叠片电池200的上方，接收模块22位于叠片电池200的下方。在测量时，将叠片电池200沿竖直方向放置，光源21发出的光线23同时向待测区间Aa和待测区间Bb投影。接收模块22的数量为两个。位于左侧的接收模块22能够接收待测区间Aa的投影，位于右侧的接收模块22能够接收待测区间Bb的投影。

在本实施例中，通过一个光源21进行投影，有利于同时实现两个待测区间204的投影，提高了检测效率。

根据本申请的一个实施例，光源21为长条形的发光管，光线23为X射线。通过采用长条形的发光管，有利于实现柱状光线23的发射，从而有利于同时对两个待测区间204发射光线。通过采用X射线，有利于接收模块22接收。

在本申请的一些具体实施方式中，叠片电池的检测装置100还包括第二调节件，第二调节件分别与支架和光源21连接，以用于调节光源21的位置。也就是说，通过采用第二调节件，能够实现支架和光源21之间的相对位置的调整。例如，将光源21前后左右移动，能够适用于多种尺寸和形状的叠片电池200。

根据本申请的一个实施例，叠片电池200相对于光源21对称设计或者不对称设计。也就是说，不论是对称设计，还是不对称设计，均能够采用本申请的检测装置。其中叠片电池200相对于光源21对称与否的标准可以为光源21向叠片电池200发出的光线23范围的中心线和叠片电池200的宽度方向的中心线是否重合。在本实施例中，叠片电池200与光源21之间的位置具有多样性，能够适用于多种检测条件。

在本申请的一些具体实施方式中，如图2所示，光线23经过的待测区间204的负极顶点和正极顶点之间的连线与投影平面平行设置。例如，投影平面沿水平方向延伸，A顶点和a顶点的连线沿水平方向延伸。在本实施例中，通过采用平行设置的负极顶点和正极顶点之间的连线和投影平面，有利于投影平面的设置和调平，在检测时，只需要固定调节好叠片电池200的位置即可，能够进一步提高检测效率。

根据本申请的一个实施例，如图1所示，光线23经过的待测区间204的负极顶点和正极顶点之间的连线与对应的投影平面倾斜设置。例如，A顶点和a顶点的连线沿水平方向延伸，此时投影平面相对于水平面倾斜设置。在本实施例中，通过采用倾斜设置的投影平面，能够对具有较宽宽度的叠片电池200测量，或者在光源21的高度不足，光线23倾斜度大且较为分散的条件下测量。

在本申请的一些具体实施方式中，叠片电池的检测装置100还包括：第三调节件，第三调节件分别与支架和接收模块22连接，第三调节件用于调节投影平面与光线23经过的待测区间204的负极顶点和正极顶点之间的连线之间的夹角。也就是说，通过在支架上安装有第三调节件，能够实现对于接收模块22的角度调节，具有自动化程度高的优点。

根据本申请的一个实施例，如图6所示，叠片电池200包括堆叠设置的多个电芯201，电芯201包括正极片202和负极片203，光学测量模块同时向多个电芯发射光线23。在电芯201的数量为多个时，多个电芯201堆叠设置，在相邻两个电芯201之间设置有隔板205。也就是说，本申请的检测装置，不仅能够对单个电芯201检测，也能够对多个电芯201进行检测。在对多个电芯201同时检测时，将堆叠后的电芯送至检测位，提高单工位的效率，从而提高整机的检测效率。在对每个电芯201检测时，能够通过同一个光源21，实现对于多个正极片202、多个负极片203组成的待测区间204的同时检测。例如，一个正极片202和一个负极片203组成了待测区间Aa和待测区间Bb，又一个正极片202和又一个负极片203组成了待测区间A’a’和待测区间B’b’，本申请的检测装置100，能够同时对待测区间Aa和待测区间Bb，以及待测区间A’a’和待测区间B’b’进行检测。

总而言之，根据本申请实施例的检测装置100，通过采用光学测量模块20同时对两个相邻的待测区间204进行测量，提高了测量效率，简化了检测装置的结构。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种叠片电池的检测装置，其特征在于，所述叠片电池包括层叠设置的正极片和负极片，所述正极片具有四个正极顶点，所述负极片具有四个负极顶点，每个所述正极顶点分别与一个所述负极顶点对应，每个所述正极顶点与对应的所述负极顶点间隔开形成一个待测区间，检测装置包括：

支架，所述支架用于定位所述正极片和所述负极片；

光学测量模块，所述光学测量模块同时向两个相邻的所述待测区间发射光线，并测量经过两个相邻的所述待测区间的光线形成的投影的尺寸，得到投影距离；

错位计算模块，所述错位计算模块根据所述投影距离、所述正极片和所述负极片的几何尺寸得出光线经过的每个待测区间的负极顶点和正极顶点之间的距离。

2.根据权利要求1所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，所述叠片电池相对于所述支架可活动，以使所述光学测量模块同时向相邻设置的其他两个待测区间发射光线。

3.根据权利要求2所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，还包括：

第一调节件，所述第一调节件分别与所述支架和所述叠片电池连接，所述第一调节件相对于所述支架可活动以使所述叠片电池旋转或者翻转。

4.根据权利要求1所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，所述光学测量模块包括：

光源，所述光源位于所述叠片电池的第一侧，所述光源能够发射光线；

两个接收模块，所述两个接收模块位于所述叠片电池的第二侧，两个所述接收模块与光线经过的两个所述待测区间一一对应，每个所述接收模块具有投影平面，所述投影平面用于接收经过所述待测区间的光线形成的投影；

投影计算模块，所述投影计算模块与所述接收模块连接，以用于根据所述投影平面接收到的投影、所述正极片和所述负极片的几何尺寸计算光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的距离。

5.根据权利要求4所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，所述光源为长条形的发光管，所述光线为X射线。

6.根据权利要求4所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，还包括：

第二调节件，所述第二调节件分别与所述支架和所述光源连接，以用于调节所述光源的位置。

7.根据权利要求4所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的连线与所述投影平面平行设置。

8.根据权利要求4所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的连线与对应的所述投影平面倾斜设置。

9.根据权利要求7或8所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，还包括：

第三调节件，所述第三调节件分别与所述支架和所述接收模块连接，所述第三调节件用于调节所述投影平面与光线经过的待测区间的负极顶点和正极顶点之间的连线之间的夹角。

10.根据权利要求1所述的叠片电池的检测装置，其特征在于，所述叠片电池包括堆叠设置的多个电芯，所述电芯包括所述正极片和所述负极片，所述光学测量模块同时向多个所述电芯发射光线。

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