CN219934873U - 厚度检测装置及电池极片涂覆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种厚度检测装置及电池极片涂覆系统，属于电池极片检测技术领域。包括底座、传动件和检测单元。传动件可转动地设置在底座上，传动件的表面能够承载电池极片，使电池极片沿预定路径输送。检测单元包括控制器和至少一组检测元件，至少一组检测元件设置在电池极片的相对两侧面的其中至少一个侧面；每组检测元件均包括与控制器电连接的第一传感器和第二传感器，第一传感器用于测量电池极片的基材表面与设定的基准位之间的第一距离；第二传感器用于测量电池极片的涂覆层表面与基准位的第二距离；控制器接收第一传感器和第二传感器测量的距离信号。以解决传统的电池极片涂覆厚度不能测量电池极片单侧面各自的涂覆层厚度的技术问题。

Description

厚度检测装置及电池极片涂覆系统

技术领域

本实用新型涉及电池极片检测技术领域，特别涉及一种厚度检测装置电池极片涂覆系统。

背景技术

国家新能源战略的实施，新能源产业快速发展，我国锂离子电池产业已经进入TWh(太瓦时)的规模化制造时代。传统的电池极片涂覆厚度测量，使用X射线面密度仪或β射线面密度仪，分别检测正极和负极涂布极片涂覆层厚度。该面密度仪只适用于电池极极片的两侧面(AB面)分别涂布后的A面厚度和AB面总厚度的测量，不能测量电池极片双面同时涂布后极片两单侧面(AB面)各自的涂覆厚度，进而无法控制电池极片的合格率。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于解决电池极片双面同时涂布后，传统的电池极片涂覆厚度不能测量电池极片单侧面各自的涂覆层厚度的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种厚度检测装置，用于检测电池极片的涂覆层厚度，所述电池极片包括基材和覆盖在基材两侧面的涂覆层，所述厚度检测装置包括：底座；传动件，可转动地设置在所述底座上，所述传动件的表面能够承载所述电池极片，使所述电池极片沿预定路径输送；检测单元，包括控制器和至少一组检测元件，所述检测元件沿所述预定路径布置，且至少一组所述检测元件用于设置在所述电池极片的相对两侧面的其中至少一个侧面；每组所述检测元件均包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于测量所述电池极片的基材表面与设定的基准位之间的第一距离；所述第二传感器用于测量所述电池极片的涂覆层表面与所述基准位的第二距离；所述控制器分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，并用于接收所述第一传感器和所述第二传感器测量的距离信号。

可选地，所述厚度检测装置还包括移动基台，所述移动基台连接在所述底座上；所述移动基台上开设有沿所述底座长度方向延伸的通槽，用于所述电池极片穿过；多组所述检测元件均设置在所述移动基台上，并分别位于所述通槽的上下侧，以测量从所述通槽经过的所述电池极片的两个侧面的涂覆层厚度。

可选地，所述移动基台滑动连接在所述底座上，并可沿所述底座的长度方向移动，使所述移动基台上的所述检测元件跟随所述移动基台移动，以获取所述电池极片宽度方向不同点位的涂覆层厚度数据。

可选地，所述厚度检测装置还包括与所述控制器电连接的驱动件，所述驱动件的输出端与所述移动基台连接，所述控制器通过控制所述驱动件的输出功率，来控制所述移动基台在所述底座上的移动速度。

可选地，所述移动基台包括基台本体和至少两个调整架，所述调整架设置在所述基台本体的端面上，并位于所述通槽的上下侧；所述检测元件设置在所述调整架的自由端，且所述检测元件的检测端指向所述传动件的轴线。

可选地，每组所述检测元件还包括第三传感器；所述第三传感器用于测量所述基材和所述涂覆层的反射光信号，以识别所述电池极片的相应点位是否具有涂覆层的信息，所述控制器与所述第三传感器电连接，用以接收所述第三传感器的信息并控制所述第一传感器和所述第二传感器进行测量。

可选地，所述第一传感器为涡电流位移传感器；所述第二传感器为激光位移传感器；所述第三传感器为反射光线传感器。

可选地，所述底座包括座主体和固定架，所述固定架设置在所述座主体的两侧边，所述传动件转动设置在所述固定架上。

可选地，所述传动件为非导电过辊；所述传动件两端设有固定轴承座和游动轴承座，所述固定轴承座和所述游动轴承座设置在所述固定架上，所述传动件转动连接在所述固定轴承座和所述游动轴承座之间。

本申请还提供了一种电池极片涂覆系统，包括：涂布装置；用于对电池极片进行涂布，以形成涂覆层；上述的厚度检测装置，设置在所述涂布装置后续工段，以检测所述电池极片的每侧的涂覆层厚度。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：

本申请提供了一种厚度检测装置，用于检测电池极片的涂覆层厚度，电池极片包括基材和覆盖在基材两侧面的涂覆层。电池极片的两侧均可设置第一传感器和第二传感器。第一传感器用于测量电池极片的基材表面与设定的基准位的第一距离。第二传感器用于测量涂覆层表面与基准位的第二距离。然后将第一距离与述第二距离信息传输至检测单元的控制器上，通过控制器进行运算，使电池极片每侧的第一传感器测得的第一距离和第二传感器测得的第二距离相减，即可单独的测量出电池极片每侧的涂覆层厚度，实现随时检查电池极片的涂覆层厚度，以调整其良品率。

附图说明

图1为厚度检测装置的立体结构示意图；

图2为图1中厚度检测装置的侧视结构示意图；

图3为图1中厚度检测装置的正视结构示意图；

图4为图1中厚度检测装置的传动件连接结构示意图；

图5为图1中厚度检测装置的检测元件连接结构示意图；

图6为厚度检测装置的示意简图；

图7为厚度检测装置的原理示意图。

附图标记说明如下：

100、厚度检测装置；10、底座；11、座主体；12、支脚；21、固定架；22、传动件；221、固定轴承座；222、游动轴承座；23、导向辊；30、检测元件；31、第一传感器；32、第二传感器；33、第三传感器；40、移动基台；41、基台本体；42、调整架；43、通槽；50、滑轨；51、驱动件；200、电池极片；201、基材；202、涂覆层。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在本申请的描述中，需要理解的是，在附图所示的实施例中，方向或位置关系的指示(诸如上、下、左、右、前和后等)仅是为了便于描述本申请和简化描述，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。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图7，本实施例提供了一种厚度检测装置100，用于检测电池极片200的两侧面上的涂覆层202厚度。厚度检测装置100包括底座10、传动件22和检测单元；传动件22和检测单元均设置在底座10上。

请参阅图7，电池极片200包括基材201和覆盖在基材201两侧面的涂覆层202。基材201的材料为铜箔或者铝箔，基材201通过涂布装置后，在基材201的两侧面(A面和B面)形成涂覆层202。

请参阅图1，为本实施例中的厚度检测装置100的立体结构示意图。厚度检测装置100包括底座10，通过底座10形成一个工作平面，用于安装其他的传动件22和检测单元。

本实施的底座10包括座主体11和固定架21。座主体11的下方的两侧边分别设置有六个支脚12，支脚12上设有螺纹孔，用于将座主体11定位安装。通过多个支脚12来定位安装，可以将底座10稳固，而不会发生晃动，可减少检测元件30的检测误差，使覆层测量更加准确。

请参阅图1和图2，本实施例中的固定架21设置在底座10的座主体11上，传动件22转动连接在固定架21上。电池极片200依次穿过固定架21上的传动件22，使电池极片200沿预定路径输送。

具体的，固定架21设有两组，分别设置在底座10的座主体11两侧边，并沿座主体11的高度方向延伸。每组固定架21设有两块相对的固定板。传动件22转动设置在相对的固定板之间，并沿底座10的长度方向延伸。每个传动件22均可绕自身的轴线转动，以使绕在传动件22上的电池极片200可以沿底座10的宽度方向运输移动。

可以想到对的时，电池极片200的预定路径可以根据传动件22的布置位置进行改变。

请参阅图2，本实施例的固定架21上还设有多个导向辊23。传动件22用于与检测元件30相配合在检测涂覆层202的厚度，而导向辊23用于改变电池极片200的运输方向，使电池极片200能顺利运输。

具体的，传动件22设有两个，位于固定架21的内侧，两个传动件22在固定架21的上的高度不同，使电池极片200分别从两个传动件22的上下侧环绕经过。导向辊23设有三个，也转动连接在固定架21上，一个位于固定架21的顶端，另外两个设置在固定架21的底部两侧，其作用均是用于电池极片200的导向传输，并使电池极片200能顺利的绕在传动件22上。

如图4所示，本实施的传动件22为非导电过辊，不会与涡电流位移传感器产生阻碍。传动件22两端设有固定轴承座221和游动轴承座222，固定轴承座221和游动轴承座222设置在固定架21上，传动件22转动连接在固定轴承座221和游动轴承座222之间。

具体的，本实施例中的固定轴承座221和游动轴承座222均设置在固定架21的固定板上，传动件22的两端分别穿设在固定轴承座221和游动轴承座222上，固定轴承座221用于限制传动件22的径向移动和轴线移动，游动轴承座222用于限制传动件22的径向移动，即传动件22可以朝向游动轴承座222的方向轴向移动，以防止因温度变化导致传动件22伸缩而产生辊体弯曲损坏。

本实施例中的固定轴承座221和游动轴承座222均是高精度轴承，其与传动件22之间均采用高精度连接，使传动件22可以平稳的转动，不会产生径向位移，而影响电池极片200的涂覆层202测量。

请参阅图1、图2、图6和图7，本实施例中检测单元包括控制器和与控制器电连接的至少一组检测元件30，电池极片200的单侧表面均对应设有至少一组检测元件30。每组检测元件30均包括第一传感器31和第二传感器32。

第一传感器31用于测量输送过程电池极片200的基材201表面的不同点位与设定的基准位之间的第一距离(D1)；第二传感器32用于测量输送过程中电池极片200的涂覆层202表面不同点位与设定的基准位的第二距离(D2)，然后将第一传感器31和第二传感器32上测得的数据传输至控制器中进行运算，计算得出电池极片200每侧面上的涂覆层202厚度。

需要理解的是，第一传感器31和第二传感器32上设置的基准位是人为设定的，在测量之前，需要将第一传感器31和第二传感器32的基准位调至同一基准位，保证计算结果的准确性。

本实施例中的检测元件30设有两组，可以同时检测电池极片200两个侧面上的涂覆层202的厚度。当然也可以仅设置一组检测元件30只测量其中一个侧面上的涂覆层202的厚度。

本实施例可以通过调整电池极片200的输送速度，或者第一传感器31和第二传感器32的测量速度，来获取电池极片200的长度方向上的不同点位的涂覆层202厚度数据，以多组数据来精确的判断电池极片200整体的涂覆层202厚度。

具体的，本实施例中的第一传感器31为涡电流位移传感器；第二传感器32为激光位移传感器。涡电流位移传感器通过电涡流效应来测量材料为铜箔或铝箔的基材201至其设定的基准位的距离。而激光位移传感器通过光线反射来测量其设定的基准位到涂覆层202表面的距离。将涡电流位移传感器测得的第一距离(D1)减去激光位移传感器测得的第二距离(D2)，得到电池极片200上每侧面的涂覆层202厚度，即涂覆层202厚度T＝D1-D2。

请参阅图1和图2，本实施例中厚度检测装置100还包括移动基台40，用于安装上述的检测元件30，使检测元件30能位于电池极片200的两个侧面上，使检测元件30布置于电池极片200的预定路径上，使其能对电池极片200进行测量。

移动基台40连接在底座10上，并沿底座10的长度方向延伸，移动基台40上开设有沿底座10长度方向延伸的通槽43，该通槽43可用于电池极片200穿过。检测元件30设置在移动基台40上，并分被位于通槽43的上下侧，以测量从通槽43经过的电池极片200的两个侧面的涂覆层202厚度。

请继续参阅图1和图2，移动基台40包括基台本体41和调整架42，基台本体41设置在底座10上，并位于两个固定架21的传动件22之间。基台本体41上开设有一个横向延伸的通槽43，该通槽43可以用于两个传动件22之间的电池极片200穿过。

调整架42设置有两个，分别固定在基台本体41端面上，并位于通槽43的上下两侧，以形成高度差。本实施的调整架42呈L型，其一端与基台本体41的端面连接，另一端延伸至传动件22的正上方或者正下方。使固定在调整架42上的检测元件30的检测端口能指向传动件22的轴线，即检测元件30与传动件22轴线位于同一竖直平面内，使检测元件30可以对传动件22上的电池极片200的厚度进行检测。

将检测元件30的检测端口对准传动件22的上的电池极片200进行测量，可以减少因电池极片200在运输过程中的晃动起伏，而导致测量不准确的技术问题。并且本实施例中的传动件22为高精度过辊，其两侧连接的高精度固定轴承座221和高精度游动轴承座222，可以进一步的保证在传动件22上的电池极片200的平整型和一致性，使涂覆层202厚度的测量结果更加的准确。

并且，传动件22为非导电过辊，其辊体采用的非导电材料，不会对涡电流位移传感器产生干扰，也可以进一步的提高涂覆层202测量的准确性。

请参阅图1和图3，本实施的中的移动基台40滑动连接在底座10上，并可沿底座10的长度方向移动，以带动移动基台40上的检测元件30沿电池极片200的宽度方向移动，以获得电池极片200宽度方向的涂覆层202厚度数据。

具体的，基台本体41上设有滑块，在底座10上设有滑轨50，基台本体41上的滑块滑动连接在底座10的滑轨50上，该滑轨50沿底座10的长度方向开设，使移动基台40能沿底座10的长度方向移动，并带动其上的检测元件30沿电池极片200的宽度方向移动，进而获取电池极片200宽度方向不同点位的涂覆层202厚度数据。

本实施例中基台本体41为大理石台，大理石密度大，热膨胀系数低且硬度极高，不易受环境因素而改变，拥有较好的减振吸振性能，减少了外界抖动对检测元件30稳定性的影响，进而增加了涂覆层202厚度的检测精度。

请继续参阅图1和图3，本实施例厚度检测装置100还包括与控制器电连接的驱动件51，驱动件51的输出端与移动基台40连接。控制器通过控制驱动件51输出功率，来控制移动基台40在底座10上移动速度。

具体的，驱动件51为驱动电机，驱动电机的输出端连接有驱动杆，驱动杆的另一端与基台本体41上的滑块连接，驱动电机可带动驱动杆沿底座10上的滑轨50移动，以使驱动杆上的基台本体41沿底座10的长度方向移动，进而使调整架42上的检测元件30移动。控制器可以控制驱动电机的输出功率的大小，来控制驱动杆的移动速度，进而控制移动基台40上的检测元件30的横向移动速度。

需要理解的是，驱动件51也可以为其他驱动装置如液压杆驱动。驱动件51与控制器电连接，由控制器来控制驱动件51的驱动速度和往复频率，进而控制电池极片200上的点位拾取距离。

当移动基台40移动时，两传动件22之间的电池极片200位于基台本体41的通槽43内，该通槽43使基台本体41的移动不会与横向设置的电池极片200产生干扰。

在移动基台40移动过程中，第一传感器31和第二传感器32能获取电池极片200上宽度方向的不同点位的涂覆层202厚度，以对电池极片200进行全方位的检测。

可以想到的是，可以在改变调整架42的长度，使调整架42上能设置多个并排设置多个第一传感器31和第二传感器32，以对电池极片200宽度方向的涂覆层202同时测量。

本实施例中的第一传感器31和第二传感器32均设置在同一个调整架42上，可以保证两个传感器的相对位移不会发生变化，以进一步的提高测量的准确性。

请参阅图5，每组检测元件30还包括第三传感器33。第三传感器33与检测元件30的控制器电连接；第三传感器33用于测量基材201和涂覆层202的反射光信号。以识别电池极片200该点位是否有涂覆层202，并将该信息传输至所述控制器，以控制所述第一传感器31和所述第二传感器32进行测量。

在本实施例中的电池极片200上为间隙涂布，即涂覆层202间隔布置在基材201的表面，每隔一端距离涂覆层202会形成间隙，涂覆层202并未完全覆盖在基材201两侧。为了对涂覆层202进行准确的测量，而设计了第三传感器33，

第三传感器33为反射光线传感器，可通过接收基材201和涂覆层202反射回来的光线，以识别该点位是否有涂覆层202。并将该信息传递至控制器，当该点位具有涂覆层202时，控制器控制第一传感器31和第二传感器32进行工作，以测取该点位的涂覆层202厚度，不会拾取到未涂布的电池极片200位置，可以进一步提高涂覆层202的测量的准确性。

本实施例还包括一种电池极片200涂覆系统，包括涂布装置，以及上述的厚度检测装置100。厚度检测装置100设置在涂布装置的后续工段以检测电池极片200的每侧的涂覆层202厚度。

综上，本申请提供了一种厚度检测装置100，用于检测电池极片200的涂覆层202厚度。通过在电池极片200的两侧均设置第一传感器31和第二传感器32。将第一传感器31的基准位和第二传感器32的基准位设置为同一基准零位。然后用第一传感器31来测量电池极片200的基材201表面与设定的基准位的第一距离，用第二传感器32来测量涂覆层202表面与基准位的第二距离。只需在通过控制器运算，将电池极片200每侧的第一传感器31测得的第一距离和第二传感器32测得的第二距离相减，即可单独的测量出电池极片200每侧的涂覆层202厚度。只需要一台测量装置，将可以实现随时检查电池极片200的两个侧面上的涂覆层202厚度，以调整其良品率。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种厚度检测装置，用于检测电池极片的涂覆层厚度，所述电池极片包括基材和覆盖在基材两侧面的涂覆层，其特征在于，所述厚度检测装置包括：

底座；

传动件，可转动地设置在所述底座上，所述传动件的表面能够承载所述电池极片，使所述电池极片沿预定路径输送；

检测单元，包括控制器和至少一组检测元件，所述检测元件沿所述预定路径布置，且至少一组所述检测元件用于设置在所述电池极片的相对两侧面的其中至少一个侧面；每组所述检测元件均包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于测量所述电池极片的基材表面与设定的基准位之间的第一距离；所述第二传感器用于测量所述电池极片的涂覆层表面与所述基准位的第二距离；所述控制器分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，并用于接收所述第一传感器和所述第二传感器测量的距离信号。

2.根据权利要求1所述的厚度检测装置，其特征在于，所述厚度检测装置还包括移动基台，所述移动基台连接在所述底座上；所述移动基台上开设有沿所述底座长度方向延伸的通槽，用于所述电池极片穿过；多组所述检测元件均设置在所述移动基台上，并分别位于所述通槽的上下侧，以测量从所述通槽经过的所述电池极片的两个侧面的涂覆层厚度。

3.根据权利要求2所述的厚度检测装置，其特征在于，所述移动基台滑动连接在所述底座上，并可沿所述底座的长度方向移动，使所述移动基台上的所述检测元件跟随所述移动基台移动，以获取所述电池极片宽度方向不同点位的涂覆层厚度数据。

4.根据权利要求3所述的厚度检测装置，其特征在于，所述厚度检测装置还包括与所述控制器电连接的驱动件，所述驱动件的输出端与所述移动基台连接，所述控制器通过控制所述驱动件的输出功率，来控制所述移动基台在所述底座上的移动速度。

5.根据权利要求3所述的厚度检测装置，其特征在于，所述移动基台包括基台本体和至少两个调整架，所述调整架设置在所述基台本体的端面上，并位于所述通槽的上下侧；所述检测元件设置在所述调整架的自由端，且所述检测元件的检测端指向所述传动件的轴线。

6.根据权利要求1所述的厚度检测装置，其特征在于，每组所述检测元件还包括第三传感器；所述第三传感器用于测量所述基材和所述涂覆层的反射光信号，以识别所述电池极片的相应点位是否具有涂覆层的信息，所述控制器与所述第三传感器电连接，用以接收所述第三传感器的信息并控制所述第一传感器和所述第二传感器进行测量。

7.根据权利要求6所述的厚度检测装置，其特征在于，所述第一传感器为涡电流位移传感器；所述第二传感器为激光位移传感器；所述第三传感器为反射光线传感器。

8.根据权利要求1所述的厚度检测装置，其特征在于，所述底座包括座主体和固定架，所述固定架设置在所述座主体的两侧边，所述传动件转动设置在所述固定架上。

9.根据权利要求8所述的厚度检测装置，其特征在于，所述传动件为非导电过辊；所述传动件两端设有固定轴承座和游动轴承座，所述固定轴承座和所述游动轴承座设置在所述固定架上，所述传动件转动连接在所述固定轴承座和所述游动轴承座之间。

10.一种电池极片涂覆系统，其特征在于，包括：

涂布装置；用于对电池极片进行涂布，以形成涂覆层；

权利要求1-9中任一项所述的厚度检测装置，设置在所述涂布装置后续工段，以检测所述电池极片的每侧的涂覆层厚度。