CN220381010U - 一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，该系统包括过辊、光源设备、图像传感设备和控制设备，控制设备分别与过辊、光源设备、图像传感设备连接，过辊用于承拖待测极片，光源设备和图像传感设备按照对应的设定角度进行固定，待测极片上被光源设备照射的区域为拍照区域，待测极片包括沿宽度方向依次设置的第一留白区、第一削薄区、设定厚度区、第二削薄区和第二留白区，其中，拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的设定厚度区和对应的留白区的部分宽度。基于本实用新型的系统，能够及时准确地检测锂电池涂布极片削薄区。

Description

一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统。

背景技术

随着新能源行业的发展，锂离子电池行业也进入了高速发展的时代，社会对锂离子电池的安全性能关注程度也越来越高。由于锂离子电池最重要的组成部分之一就是正负极极片，其中极片边缘削薄在涂布后是必然存在的，而削薄区的宽度直接影响锂电池的基本容量性能及安全性能，因此削薄区的检测十分重要。

现有锂电池涂布工序极片在线检测设备采样是利用激光点或者射线点在运动极片上进行扫描式采样，检测精度受采点频次及扫描速度影响，对于削薄区此类细微区域的边界判断不够精确，采样轨迹相对于极片为循环的斜线，无法全面反映削薄区域宽度厚度参数。实际生产时，仍需要离线测试设备对生产结果进行检测反馈，不具有及时性，可能产出削薄区异常而报废的极片卷。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，主要目的在于及时准确地检测锂电池涂布极片削薄区。

为达上述目的，本实用新型第一方面提出了一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，包括过辊、光源设备、图像传感设备和控制设备，所述控制设备分别与所述过辊、所述光源设备、所述图像传感设备连接，所述过辊用于承拖待测极片，所述光源设备和所述图像传感设备按照对应的设定角度进行固定，所述待测极片上被所述光源设备照射的区域为拍照区域，所述待测极片包括沿宽度方向依次设置的第一留白区、第一削薄区、设定厚度区、第二削薄区和第二留白区，其中，所述拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的所述设定厚度区和对应的留白区的部分宽度。

本实用新型的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，包括过辊、光源设备、图像传感设备和控制设备，控制设备分别与过辊、光源设备、图像传感设备连接，过辊用于承拖待测极片，光源设备和图像传感设备按照对应的设定角度进行固定，待测极片上被光源设备照射的区域为拍照区域，待测极片包括沿宽度方向依次设置的第一留白区、第一削薄区、设定厚度区、第二削薄区和第二留白区，其中，拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的设定厚度区和对应的留白区的部分宽度。在这种情况下，利用光源设备和图像传感设备能够对过辊上承拖的待测极片进行实时检测，另外，拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的设定厚度区和对应的留白区的部分宽度，图像传感设备基于拍照区域的反射光能够准确识别削薄区的边界，计算得到削薄区的宽度和厚度，提高了削薄区检测的准确性，由此，能够及时准确地检测锂电池涂布极片削薄区。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，还包括光源设备滑轨，所述光源设备布置在所述光源设备滑轨上。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，所述光源设备采用射灯。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，所述光源设备滑轨的轨道方向与所述过辊的轴向平行。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，还包括图像传感设备滑轨，所述图像传感设备布置在所述图像传感设备滑轨上。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，所述图像传感设备采用CCD相机。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，所述图像传感设备滑轨的轨道方向与所述过辊的轴向平行。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，所述过辊的数量为1个或多个。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，还包括速度传感器，所述速度传感器布置在所述过辊上，所述速度传感器与所述控制设备连接。

在本实用新型第一方面提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中，所述光源设备的光束中心位于所述拍照区域中的削薄区。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例所提供的一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统的框图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中部分结构的俯视示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。还应当理解，本实用新型中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合具体的实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提出一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，主要目的在于及时准确地检测锂电池涂布极片削薄区。本实用新型的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统可以简称为检测系统。

图1为本实用新型实施例所提供的一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统的框图。图2为本实用新型实施例所提供的一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统中部分结构的俯视示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统包括过辊1、光源设备2、图像传感设备3和控制设备4，控制设备4分别与过辊1、光源设备2和图像传感设备3连接。

在本实施例中，过辊1用于承拖待测极片。具体地，如图2所示，在系统运行时，过辊以设定转速转动，过辊承拖着待测极片，以使待测极片沿极片运动方向运动。其中，由于过辊承拖待测极片，故与过辊接触的待测极片的区域能够保持平整。

在本实用新型的实施例中，过辊的数量为1个或多个。

在本实施例中，如图2所示，待测极片包括沿宽度方向依次设置的第一留白区、第一削薄区、设定厚度区(即正常厚度区)、第二削薄区和第二留白区。

在本实施例中，光源设备2用于提供光束。如图2所示，光源设备2例如可以采用射灯。

在本实施例中，光源设备2按照对应的设定角度进行固定。待测极片上被固定后的光源设备2如射灯照射的区域为拍照区域(参见图2)。该拍照区域满足预设要求。预设要求指的是拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的设定厚度区和对应的留白区的部分宽度(参见图2)。其中拍照区域为方形(参见图2)时，拍照区域的最大宽度指的是拍照区域的宽度，拍照区域为圆形时，拍照区域的最大宽度指的是与待测极片的宽度方向平行的拍照区域的直径。

在本实用新型的实施例中，光源设备2的光束中心位于拍照区域中的削薄区。

在本实用新型的实施例中，考虑到留白区的宽度一般最少为20mm，如图2所示，射钉的光束中心正对待测极片的第一削薄区的位置，镜头横向拍照区间(即拍照区域的宽度)包括第一削薄区及第一削薄区相邻的第一留白区和设定厚度区域各20mm。

在本实施例中，光源设备2对应的设定角度可以通过实验计算得到。具体地，在实验时，预先选择一个满足预设要求的区域作为实验拍照区域，基于光源设备与该实验拍照区域的距离和光源设备与过辊的高度差计算光束的入射角，该入射角的余角即为光源设备2对应的设定角度。

在本实用新型的实施例中，检测系统还包括光源设备滑轨，光源设备2布置在光源设备滑轨上。如图2所示，光源设备滑轨为射钉滑轨，射灯固定在射钉滑轨上。

在本实用新型的实施例中，光源设备滑轨的轨道方向与过辊1的轴向平行。

在本实施例中，图像传感设备3按照对应的设定角度进行固定。被固定后的图像传感设备3能够接收来自拍照区域的反射光，基于反射光检测削薄区的边沿、以及确定削薄区的宽度和厚度。

具体地，考虑到涂布产出的极片湿膜较强的反光特性及涂布削薄区域较正常区域(即设定厚度区)的厚度突变会影响光的反射角度，将光源设备2和图像传感设备3按照对应的设定角度固定后，光源设备2发出的光束在待测极片的设定厚度区和留白区沿图像传感设备3的方向有较强反射，而由于削薄区的厚度变换形成斜面，反射光强度骤减，故通过图像传感设备3连续拍照，根据照片上灰度值的突变点判定拍照区域内削薄区与设定厚度区、削薄区与留白区域的交界点，并计算削薄区宽度；还可以选取距待测极片边缘的任一位置的灰度值，计算其削薄厚度。

在本实用新型的实施例中，如图2所示，图像传感设备采用CCD相机(chargecoupled device camera)。

在本实施例中，图像传感设备3对应的设定角度可以通过实验计算得到。具体地，在实验时，确定光源设备的光束的入射角后，即可确定光束在留白区的反射光的反射角，该反射角的余角即为图像传感设备对应的设定角度。

在本实用新型的实施例中，检测系统还包括图像传感设备滑轨，图像传感设备布置在图像传感设备滑轨上。如图2所示，图像传感设备滑轨为相机滑轨，CCD相机固定在相机滑轨上。

在本实用新型的实施例中，图像传感设备滑轨的轨道方向与过辊的轴向平行。

在本实用新型的实施例中，光源设备滑轨和图像传感设备滑轨均为适用不同极片宽度换型的滑轨。具体地，当更换不同极片宽度的待测极片后，基于更换后的待测极片的极片宽度确定新的设定角度，光源设备2和图像传感设备3在对应的滑轨上按照新的对应的设定角度调整后再固定。

在本实用新型的实施例中，在待测极片的极片宽度不变时，图像传感设备固定不变。例如图像传感设备为CCD相机时，采用固定式镜头连续拍照。

在本实施例中，检测系统还包括速度传感器，速度传感器布置在过辊1上，速度传感器与控制设备4连接。

在本实施例中，控制设备4用于控制过辊1的转速。

在本实施例中，控制设备4还用于控制光源设备2发出光束。

在本实施例中，控制设备4还用于基于设定角度控制移动光源设备2和图像传感设备3在对应滑轨上的位置。

在本实用新型中，控制设备4还用于基于速度传感器采集的过辊1的转速确定图像传感设备3的采集频次，进而控制图像传感设备3按照计算的采集频次进行图像采集。

本实用新型的实施例提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，包括过辊、光源设备、图像传感设备和控制设备，控制设备分别与过辊、光源设备、图像传感设备连接，过辊用于承拖待测极片，光源设备和图像传感设备按照对应的设定角度进行固定，待测极片上被光源设备照射的区域为拍照区域，待测极片包括沿宽度方向依次设置的第一留白区、第一削薄区、设定厚度区、第二削薄区和第二留白区，其中，拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的设定厚度区和对应的留白区的部分宽度。在这种情况下，利用光源设备和图像传感设备能够对过辊上承拖的待测极片进行实时检测，另外，拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的设定厚度区和对应的留白区的部分宽度，图像传感设备基于拍照区域的反射光能够准确识别削薄区的边界，计算得到削薄区的宽度和厚度，提高了削薄区检测的准确性，由此，能够及时准确地检测锂电池涂布极片削薄区。

本实用新型的实施例提出的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，是一种锂电池涂布工序极片削薄区的在线检测系统，利用了锂电池涂布湿膜极片边缘，设定厚度区、削薄区、留白区的光反射差异，通过图像传感设备例如CCD识别削薄区，还设置针对不同极片宽度的滑轨机构，还设置了CCD相机的拍照区域。将涂布过程中削薄区的检测反馈频次由现有的一卷极片(约2000米)一次改善为实时监控，降低了由削薄异常导致的涂布产品报废；通过大量在线数据的收集，将削薄区宽度和削薄区厚度纳入现场SPC管控(StatisticalProcess Control，统计过程控制)，增强了生产过程的稳定性。相较于激光厚度仪或射线检测仪实现采样频次全覆盖；相较与涂布湿膜缺陷CCD检测仪，采样区间大幅减小，采样精度更高；相较于传统的削薄区离线检测方案，能够实时反映削薄区异常，减少异常极片的产出。本实用新型的系统同时适用于其他在基材上涂布生产工艺对于涂布边缘的区域的宽度和厚度落差监控。

应该理解，本实用新型所示的部件、部件的连接和关系、以及部件的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本实用新型中描述的和/或者要求的本实用新型的实现。可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型公开的技术方案所期望的结果，本实用新型在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，包括过辊(1)、光源设备(2)、图像传感设备(3)和控制设备(4)，所述控制设备(4)分别与所述过辊(1)、所述光源设备(2)、所述图像传感设备(3)连接，所述过辊(1)用于承拖待测极片，所述光源设备(2)和所述图像传感设备(3)按照对应的设定角度进行固定，所述待测极片上被所述光源设备(2)照射的区域为拍照区域，所述待测极片包括沿宽度方向依次设置的第一留白区、第一削薄区、设定厚度区、第二削薄区和第二留白区，其中，所述拍照区域的最大宽度包括任一个削薄区的宽度和该削薄区两侧的所述设定厚度区和对应的留白区的部分宽度。

2.根据权利要求1所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，还包括光源设备滑轨，所述光源设备(2)布置在所述光源设备滑轨上。

3.根据权利要求1或2所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，所述光源设备(2)采用射灯。

4.根据权利要求2所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，所述光源设备滑轨的轨道方向与所述过辊(1)的轴向平行。

5.根据权利要求1所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，还包括图像传感设备滑轨，所述图像传感设备(3)布置在所述图像传感设备滑轨上。

6.根据权利要求1或5所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，所述图像传感设备(3)采用CCD相机。

7.根据权利要求5所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，所述图像传感设备滑轨的轨道方向与所述过辊(1)的轴向平行。

8.根据权利要求1所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，所述过辊(1)的数量为1个或多个。

9.根据权利要求8所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，还包括速度传感器，所述速度传感器布置在所述过辊(1)上，所述速度传感器与所述控制设备(4)连接。

10.根据权利要求1所述的在线检测锂电池涂布极片削薄区的系统，其特征在于，所述光源设备(2)的光束中心位于所述拍照区域中的削薄区。